Водопониження рівня ґрунтових вод
Забезпечення стійкості земляних споруд.
Сутність заходів цього виду полягає у створенні конструкцій, що сприймають бічний тиск ґрунту при влаштуванні виробок і запобігають обвалу їх стінок у разі нульових значень коефіцієнта укосу (вироблення з вертикальними стінками). Ці конструкції не виключають надходження у вироблення ґрунтових вод, тому можуть застосовуватися тільки в сухих і слабофільтруючих ґрунтах з достатньою для проектованої споруди несучою здатністю. При уривку траншей та вузьких котлованів невеликої глибини найбільш широко використовуються похилі кріплення у вигляді щитів із спеціальними розпірками. При глибині виробок до 3 м застосовуються інвентарні кріплення, у яких суцільні або наскрізні (з зорами) дерев'яні щити притискаються до стінок за допомогою розсувних гвинтових розпірок та стійок із труб діаметром 50 – 60 мм. Такі щити використовують при влаштуванні виробок у сухих ґрунтах і за наявності водо-притоку у вироблення незалежно від її глибини. При глибині виробітку до 6 м інвентарне кріплення встановлюється в два яруси. У разі елементи нижнього ярусу перевіряються на міцність (а розпірки і поздовжній вигин) з фактичної схеми завантаження. При глибині вироблення більше 6 м конструкція, і переріз елементів кріплення визначаються спеціальним проектом, розробленим стосовно конкретних умов. Якщо ширина котлованів велика, то для сприйняття зусиль, що стискають, замість розпірок ставлять підкоси або анкери.
Водопониження рівня ґрунтових вод.
Будівельне водозниження - штучне зниження рівня ґрунтових вод (УГВ) для створення найбільш сприятливих та безпечних умов ведення гірничо-будівельних робіт. Під цим визначенням розуміється відведення води або її утриманняна відстані від місця виконання робіт.
Розташування споруд у котлованах, позначка дна яких розташовується нижче за рівень грунтових вод, призводить до необхідності застосування будівельного водозниження. Роботи з водозниження мають на меті або зниження природного рівня грунтових вод, або відведення води, що надходить в котлован, різними способами, що забезпечують його захист від затоплення.
Способи водозниження. Залежно від місця, де буде здійснюватися водозниження, виділяють три способи:поверхневий, підземний та комбінований.
Приповерхневомуспособі водозниження необхідне обладнання закладається з поверхні землі, при підземному способі - з підземних виробок, а при комбінованому - з поверхні землі та з підземних виробок.
Поверхневий спосіб водозниження набув найбільшого поширення. Суть його полягає в тому, що підземну воду відкачують із водознижувальних свердловин, пробурених із земної поверхні навколо передбаченого контуру гірничої виробки, щоб до початку гірничих робіт на ділянці водозниження утворилася стійка депресійна вирва. Цей спосіб завдяки оперативності та практичності є досить ефективним та менш трудомістким у порівнянні з підземним.
Припідземномуспособі свердловини бурять із вибою шахтного ствола або з гірничих виробок, проведених раніше або спеціально для цієї мети. Підземний спосіб ефективніше і краще за всіх гідрогеологічних умов, але відрізняється великою трудомісткістю підготовки, тривалістю здійснення дренажних робіт і необхідністю тривалої підтримки гірничих виробок.
Прикомбінованому(комплексному) методі свердловини бурять не тільки з земноїповерхні, а й із вибою ствола шахти чи іншого підземного вироблення, тобто. це спосіб є поєднанням двох попередніх. При цьому частина підземної води з дренирующих водоносних горизонтів відкачують на земну поверхню за допомогою свердловин, а інша частина надходить у підземні дренажні виробки. Комплексну схему використовують, зазвичай, у тих ситуаціях, коли при застосуванні поверхневої схеми залишаються обводнені зони, що не піддаються осушенню з поверхні.
Підземний та комбінований способи найчастіше застосовуються у гірській галузі, так само їх використовують при будівництві ліній метрополітенів.
Поверхневий спосібможе застосовуватися при захисті від обводнення як відкритих, так і підземних виробок і здійснюється за допомогою насосів, свердловин з насосами занурювальних, ежекторних або легких голкофільтрових установок. Поверхневий спосіб водозниження може бути відкритим та закритим.
Відкритий спосіб водозниження. Самі котловани при цьому можуть мати або похилі або вертикально закріплені укоси. При захисті укосів суцільними шпунтовими, пальовими стінками або стіною в ґрунті ґрунтова вода може надходити в котлован тільки через його основу, де збирається у спеціально влаштованих водозбірниках, з яких за допомогою необхідного обладнання відкачується.
При закритому способі водозниження вода відкачується з приймальних колодязів, внаслідок чого відбувається зниження УГВ навколо котловану та зменшення припливу в котлован ґрунтової води.
Якщо приплив здійснюється під дією напору ґрунтових вод, і вода надходить у приймальні колодязі під дією сил гравітації, то такий метод видалення води називається гравітаційним. Методи, при яких видалення води з ґрунту проводиться за допомогоюдодаткового зниження тиску, називаютьсявакуумними. У дрібнозернистих водопроникних ґрунтах рух ґрунтової води може бути посилено створенням постійного електричного струму магнітного поля. Такий метод називаєтьсяелектроосмотіческім.
У важких ґрунтових умовах (наприклад, сильноводопроникні ґрунти) для захисту котловану від ґрунтових вод застосовується огородження його з усіх боків водонепроникними стінками та влаштування днища.
Ізоляція котловану може здійснюватися пристроєм стінок-прорізів, свердловин і бурових стінок, шпунтових або ін'єкційних стінок. Для надання водонепроникності дну котловану може використовуватися метод підводного бетонування. В особливих випадках, особливо при водозниженні в шахтах та при спорудженні тунелів, для захисту котлованів застосовується метод заморожування ґрунту. В цьому випадку для захисту котловану від надходження ґрунтових вод споруджується стінка з мерзлого ґрунту.