Подтопление строительных площадок – распространенная проблема для многих районов Московской области. Высокий уровень грунтовых вод, сезонное повышение их уровня, наличие водонасыщенных песков и локальных водоупорных прослоев значительно осложняют проведение земляных работ. Дополнительные трудности возникают при строительстве в понижениях рельефа и поймах рек, а также на территориях с нарушенным естественным дренажом.
В таких условиях водопонижение необходимо рассматривать не только как способ осушения котлована. Задача заключается в управлении водным режимом грунтового массива на протяжении всего периода строительства, чтобы обеспечить устойчивость основания, откосов и расположенных поблизости сооружений.
Почему в Подмосковье возникают проблемы с грунтовыми водами
Гидрогеологические условия Московской области отличаются значительной неоднородностью. На одной строительной площадке могут встречаться пески, супеси, суглинки и глины, причем водоносные слои способны чередоваться с локальными водоупорами.
Особую сложность представляет верховодка – временное скопление воды в верхней части грунтового массива. Ее уровень может значительно изменяться после снеготаяния, продолжительных дождей и других периодов повышенного увлажнения. При разработке котлована такая вода может поступать в выемку.
Другой источник проблем – межпластовые воды, которые могут находиться под давлением. При вскрытии водоносного горизонта или нарушении водоупорного слоя при разработке котлована возможно резкое увеличение притока. В результате обычного открытого водоотлива может оказаться недостаточно.
Согласно СП 104.13330.2016, при проектировании инженерной защиты необходимо учитывать глубину залегания подземных вод, интенсивность подтопления, гидрогеологические и инженерно-геологические условия территории.
Как определить характер подтопления
Перед выбором технологии необходимо установить, какой именно водоносный горизонт создает проблему. Ориентироваться только на уровень воды в соседних котлованах или на опыт строительства в ближайшем районе рискованно: даже на небольшом расстоянии геологическое строение может существенно различаться.
Для оценки условий строительной площадки анализируются:
- состав и последовательность грунтов;
- глубина залегания водоносных и водоупорных слоев;
- уровень грунтовых и напорных вод;
- коэффициент фильтрации;
- направление движения подземных вод;
- сезонные изменения уровня;
- предполагаемый приток воды в котлован.
При необходимости выполняются опытные откачки и организуется наблюдение за изменением уровня воды. Полученные данные позволяют определить производительность будущей системы и спрогнозировать распространение депрессионной воронки.
Это особенно важно при строительстве рядом с существующей застройкой. Чрезмерное снижение уровня грунтовых вод за пределами строительной площадки может изменить водный режим основания соседних зданий и повлиять на состояние грунтов.
Какие методы применяют на подмосковных объектах
Универсальной системы для всех зон подтопления не существует. Технология подбирается с учетом глубины котлована, водопроницаемости грунтов и характера водопритока.
При относительно неглубоком залегании воды и подходящих фильтрационных характеристиках грунта применяются иглофильтровые установки. Они позволяют перехватывать грунтовые воды до их поступления в котлован и поддерживать необходимый уровень осушения.
В грунтах с недостаточной водопроницаемостью может использоваться вакуумное водопонижение. Создание разрежения в зоне фильтров повышает эффективность отбора воды и позволяет работать с мелкими песками и супесями.
Если водоносный горизонт залегает значительно глубже, применяются водопонизительные скважины. Они позволяют воздействовать непосредственно на целевой водоносный пласт и снижать уровень подземных вод на значительной глубине.
На практике нередко используется комбинация нескольких методов. Например, верхний водоносный слой может осушаться иглофильтрами, а глубокий напорный горизонт – системой водопонизительных скважин.
Почему одного водоотлива бывает недостаточно
Открытый водоотлив удаляет воду, которая уже поступила в котлован, но не всегда уменьшает основной приток. Если постоянно откачивать воду непосредственно из котлована, грунт может оставаться водонасыщенным, а движение фильтрационного потока – продолжаться.
При определенных условиях это может создавать риск выноса мелких частиц. При определенных условиях может происходить суффозия, ухудшаться состояние основания и снижаться устойчивость откосов.
Поэтому более надежная схема предусматривает предварительное или сопутствующее водопонижение за пределами рабочей зоны. Внутренний водоотлив в таком случае используется преимущественно для удаления остаточного притока, атмосферных осадков и локальных поступлений воды.
Дренаж и водопонижение: в чем разница
Для строительного объекта важно разграничивать временное водопонижение и постоянную защиту от подтопления. Водопонизительная система создается для обеспечения определенных условий непосредственно на период строительства. После завершения земляных работ необходимость в ней может исчезнуть.
Дренажная система решает другую задачу – обеспечивает долговременный отвод воды от здания или сооружения. Она может включать пристенный, пластовый, кольцевой и другие виды дренажа. Окончательный выбор системы должен выполняться на основе гидродинамических и гидравлических расчетов и технико-экономического сравнения вариантов. Таким образом, дренаж не всегда способен заменить строительное водопонижение, а водопонижение не следует рассматривать как замену постоянной инженерной защиты.
Как рассчитывается стоимость работ
Затраты на организацию системы зависят от большого количества параметров. Поэтому цены на водопонижение нельзя определить только по площади котлована или глубине строительных работ. На стоимость влияют гидрогеологические условия участка, требуемая глубина понижения, величина водопритока, тип применяемого оборудования, количество водопонизительных скважин или иглофильтров, длина трубопроводов и продолжительность эксплуатации системы.
Дополнительные расходы могут потребоваться на устройство ограждения котлована, резервирование насосов, организацию электроснабжения, монтаж контрольно-измерительных устройств и последующий демонтаж оборудования. Экономически обоснованная система должна обеспечивать необходимый уровень водопонижения без избыточной производительности. Слишком мощное оборудование увеличивает эксплуатационные расходы, а недостаточная производительность создает риск затопления котлована и простоев.
Контроль работы системы на подтопленных территориях
После запуска системы фактические показатели необходимо сопоставлять с расчетными. Контролируются уровень грунтовых вод, производительность насосов, объем откачиваемой воды и состояние откосов и основания котлована. Если приток оказывается выше прогнозируемого, система может быть расширена дополнительными фильтрами или скважинами. При изменении условий строительства также корректируется режим работы насосного оборудования.
Особое значение мониторинг имеет на объектах, расположенных рядом с существующими зданиями и коммуникациями. Контроль уровня воды за пределами котлована позволяет своевременно обнаружить чрезмерное распространение депрессионной воронки.
Грамотно спроектированное строительное водопонижение грунтовых вод позволяет поддерживать безопасные условия производства работ даже на участках со сложной гидрогеологической обстановкой. Для Подмосковья особенно важно не ограничиваться удалением воды из котлована, а учитывать происхождение водопритока, строение грунтового массива и возможное влияние работ на окружающую территорию.
Компания ООО «Инженерия» выполняет работы по водопонижению на строительных объектах, включая участки с высоким уровнем грунтовых вод и сложными гидрогеологическими условиями. Технологическое решение подбирается на основании характеристик конкретного объекта и расчетных параметров водопритока.
