Отвод поверхностных и понижение уровня грунтовых вод выполняют для защиты строительных площадок и котлованов будущих сооружений от затопления их ливневыми и талыми водами.
Работы по отводу поверхностных и грунтовых вод включают: устройство нагорных и водоотводных канав, обвалование; устройство дренажа; планировку поверхности складских и монтажных площадок.
Канавы или лотки устраивают вдоль границ строительной площадки с нагорной стороны с продольным уклоном не менее 0,002, а их размеры и виды креплений принимают в зависимости от расхода ливневых или талых вод и предельных значений неразмывающих скоростей их течения.
Канаву устраивают на расстоянии не менее 5 м от постоянной выемки и 3 м – от временной. Стенки и дно канавы защищают дерном, камнями, фашинами. Воду из всех водоотводящих устройств, резервов и кавальеров отводят в пониженные места, удаленные от возводимых и существующих сооружений.
При сильном обводнении площадки грунтовыми водами с высоким уровнем горизонта используют дренажные системы открытого и закрытого типов.
Открытый дренаж применяют в грунтах с малым коэффициентом фильтрации при необходимости понижения уровня грунтовых вод (УГВ) на глубину 0,3–0,4 м. Дренаж устраивают в виде канав глубиной 0,5–0,7 м, на дно которых укладывают слой крупнозернистого песка, гравия или щебня толщиной 10–15 см.
Закрытый дренаж – это обычно траншеи глубокого заложения с устройством колодцев для ревизии системы и с уклоном в сторону сброса воды, заполняемые дренируемым материалом. Иногда на дно такой траншеи укладывают перфорированные в боковых поверхностях трубы. Поверху дренажную канаву закрывают местным грунтом.
Устройство дренажа необходимо выполнять до начала возведения зданий и сооружений.
Организация водоотлива и искусственного понижения
Уровня грунтовых вод
Выемки (котлованы и траншеи) при небольшом притоке грунтовых вод разрабатывают с применением открытого водоотлива.
При значительном притоке грунтовых вод и большой толщине водонасыщенного слоя до начала производства работ УГВ искусственно понижают.
Работы по водопонижению зависят от принятого метода механизированной разработки котлованов и траншей. Соответственно устанавливают очередность работ как по монтажу водоотливных и водопонизительных установок, их эксплуатации, так и по разработке котлованов и траншей. При размещении котлована на берегу в пределах поймы реки разработку его начинают после монтажа водопонизительного оборудования, чтобы понижение УГВ опережало заглубление котлована на 1–1,5 м. Если котлован расположен непосредственно в русле реки, то до работ по водопонижению его ограждают со стороны воды специальными дамбами (перемычками). Работы по осушению при этом складываются из удаления воды из отгороженного котлована и последующей откачки воды, фильтрующей в котлован.
В процессе осушения котлована важно правильно выбрать скорость откачки воды, так как очень быстрое осушение может вызывать повреждение перемычек, откосов и дна котлована. В первые дни откачки интенсивность понижения уровня воды в котлованах из крупнозернистых и скальных грунтов не должна превышать 0,5–0,7 м/сут, из среднезернистых – 0,3–0,4 м/сут и в котлованах из мелкозернистых грунтов 0,15–0,2 м/сут. В дальнейшем откачку воды можно увеличить до 1–1,5 м/сут, но на последних 1,2–2 м глубины откачку воды следует замедлить.
В открытом водоотливе предусмотрена откачка притекающей воды непосредственно из котлована или траншей насосами. Он применим в устойчивых против фильтрационных деформаций грунтах (скальных, гравийных и т. п.). При открытом водоотливе грунтовая вода, просачиваясь через откосы и дно котлована, поступает в водосборные канавы и по ним в приямки (зумпфы), откуда ее откачивают насосами. Размеры приямков в плане принимают 1×1 или 1,5×1,5 м, а глубину – от 2 до 5 м в зависимости от требуемой глубины погружения водоприемного рукава насоса. Минимальные размеры приямка назначают из условия обеспечения непрерывной работы насоса в течение 10 мин. Приямки в устойчивых грунтах крепят деревянным срубом из бревен (без дна), а в оплывающих – шпунтовой стенкой и на дне его устраивают обратный фильтр. Примерно так же крепят траншеи в неустойчивых грунтах. Число приямков зависит от расчетного притока воды к котловану и производительности насосного оборудования.
Приток воды к котловану (или дебит) рассчитывают по формулам установившегося движения грунтовых вод. По полученным данным уточняют тип и марку насосов, их количество.
Открытый водоотлив – эффективный и простой способ осушения. Однако возможно разрыхление или разжижение грунтов в основании и унос части грунта фильтрующейся водой.
Искусственное понижение УГВ предполагает устройство системы дренажей, трубчатых колодцев, скважин, использование иглофильтров, расположенных в непосредственной близости от будущего котлована или траншеи. При этом УГВ резко понижается, ранее насыщенный водой грунт и теперь обезвоженный разрабатывается как грунт естественной влажности.
Существуют следующие способы искусственного водопонижения: иглофильтровый, вакуумный и электроосмотический.
Способы искусственного водопонижения исключают просачивание воды через откосы и дно котлована, поэтому откосы выемок сохраняются в целостности, отсутствует вынос частиц грунта из-под фундаментов ближайших зданий.
Выбор способа водопонижения и типа применяемого оборудования зависит от глубины разработки котлована (траншеи), инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки, сроков строительства, конструкции сооружения и ТЭП.
Искусственное водопонижение осуществляют, когда осушаемые породы имеют достаточную водопроницаемость, характеризующуюся коэффициентами фильтрации более 1–2 м/сут, применять его в грунтах с меньшим коэффициентом фильтрации нельзя из-за малых скоростей движения грунтовых вод. В этих случаях используют вакуумирование или способ электроосушения (электроосмос).
Иглофильтровый способ предусматривает использование для откачки воды из грунта часто расположенных скважин с трубчатыми водоприемниками малого диаметра – иглофильтров , соединенных общим всасывающим коллектором с общей (для группы иглофильтров) насосной станцией. Для искусственного понижения УГВ на глубину 4–5 м в песчаных грунтах применяют легкие иглофильтровые установки (ЛИУ) . Для осушения траншей шириной до 4,5 м используют однорядные иглофильтровые установки (рис. 2.1, а ), при более широких траншеях – двухрядные (рис. 2.1, б ).
Для осушения котлованов применяют замкнутые по контуру установки. При понижении УВ на глубину более 5 м применяют двух- и трехъярусные иглофильтровые установки (рис. 2.2).
В случае применения двухъярусных иглофильтровых установок вначале вводят в действие первый (верхний) ярус иглофильтров и под его защитой отрывают верхний уступ котлована, после монтируют второй (нижний) ярус иглофильтров и отрывают второй уступ котлована и т.д. После ввода в действие каждого последующего яруса иглофильтров предыдущие можно отключить и демонтировать.
Применение иглофильтров эффективно и для водопонижения в слабопроницаемых грунтах, при залегании под ними более водопроницаемого слоя. При этом иглофильтры заглубляют в нижний слой с обязательной их обсыпкой.
Рис. 2.1. Водопонижение легкими иглофильтровыми установками: а – одно-
рядные иглофильтровые установки; б – двухрядные иглофильтровые установки;
1 – траншея с креплением; 2 – шланг; 3 – вентиль; 4 – насосный агрегат;
5 – всасывающий коллектор; 6 – иглофильтры; 7 – пониженный УГВ;
8 – водоприемное фильтровое звено иглофильтра
Рис. 2.2. Схема ярусного водопонижения иглофиль-
трами: 1 , 2 – соответственно иглофильтры верхнего и
нижнего яруса; 3 – конечное понижение депрессионной
поверхности грунтовых вод
ЛИУ помимо иглофильтров включают также водосборный коллектор, объединяющий иглофильтры в одну водопонизительную систему, центробежные насосные агрегаты и отводящий трубопровод.
Для опускания иглофильтра в рабочее положение при сложных грунтах применяют пробуривание скважин, в которые опускают иглофильтры (при глубинах до 6–9 м).
В песках и супесчаных грунтах иглофильтры погружают гидравли-ческим способом, путем подмыва грунта под фрезерным наконечником водой с напором до 0,3 МПа. После погружения иглофильтра на рабочую глубину полое пространство вокруг трубы частично заполняется просевшим грунтом, частично засыпается крупнозернистым песком или гравием.
Расстояния между иглофильтрами принимают в зависимости от схемы их расположения, глубины водопонижения, типа насосного агрегата и гидрогеологических условий, но обычно эти расстояния равны 0,75; 1,5, а иногда и 3 м.
Вакуумный способ водопонижения основан на использовании эжекторных водопонизительных установок (ЭИУ), которые откачивают воду из скважин с помощью водоструйных насосов-эжекторов. Эти установки используют для понижения УГВ в мелкозернистых грунтах с коэффициентом фильтрации 0,02–1 м/сут. Глубина понижения УГВ одним ярусом составляет от 8 до 20 м.
ЭИУ состоят из иглофильтров с эжекторными водоподъемниками, распределительного трубопровода (коллектора) и центробежных насосов. Эжекторные водоприемники, помещенные внутри иглофильтров, приводятся в действие струей рабочей воды, нагнетаемой в них насосом под давлением 0,6–1,0 МПа через коллектор.
Погружают эжекторные иглофильтры гидравлическим способом. Расстояние между иглофильтрами определяется расчетом, но в среднем оно равно 5–15 м. Выбор оборудования иглофильтровых установок, а также типа и числа насосных агрегатов производят в зависимости от величины ожидаемого притока грунтовых вод и требований ограничения длины коллектора, обслуживаемого одним насосом.
Электроосмотическое водопонижение, или электроосушение , основано на явлении электроосмоса. Его используют в слабопроницаемых грунтах, имеющих коэффициент фильтрации К ф менее 0,05 м/сут.
Вначале по периметру котлована (рис. 2.3) на расстоянии 1,5 м от его бровки и с шагом 0,75–1,5 м погружают иглофильтры-катоды, с внутренней стороны контура этих иглофильтров на расстоянии 0,8 м от них с таким же шагом, но в шахматном порядке, погружают стальные трубы (стержни-аноды), соединенные с положительным полюсом, иглофильтры и трубы погружают на 3 м ниже необходимого уровня водопонижения. При пропускании постоянного тока вода, заключенная в порах грунта, передвигается от анода к катоду, при этом коэффициент фильтрации грунта возрастает в 5–25 раз. Котлованы начинают разрабатывать обычно через трое суток после включения системы электроосушения, а в дальнейшем работы в котловане можно вести при включенной системе.
Открытые (соединяющиеся с атмосферой) водопонизительные скважины применяют при большой глубине понижения УГВ, а также
когда использование иглофильтров затруднительно из-за больших притоков, необходимости осушения больших площадей и стесненности территории. Для откачки воды из скважин применяют артезианские турбинные насосы типа АТН, а также глубинные насосы погружного типа.
Рис. 2.3. Схема электроосушения грунтов:
1 – трубы-аноды; 2 – иглофильтры-катоды;
3 – насосный агрегат; 4 – пониженный УГВ
Применение методов понижения УГВ зависит от мощности водоносного слоя, коэффициента фильтрации грунта, параметров земляного сооружения и строительной площадки, способа производства работ.
2.187. В проекты земляного полотна необходимо включать постоянные и временные (на период строительства) устройства для отвода поверхностных вод.
Поверхностный водоотвод можно не предусматривать при проектировании земляного полотна на участках распространения песков в районах с засушливым климатом.
Отвод поверхностных вод в пониженные места рельефа и к водопропускным сооружениям следует предусматривать: от насыпей и полунасыпей - канавы (нагорными, продольными и поперечными водоотводными) или резервами; от откосов выемок и полувыемок - канавами (нагорными и забанкетными); от основной площадки земляного полотна в выемках и полувыемках - с помощью кюветов или лотков.
2.188. Систему сооружений для сбора и отвода поверхностных вод от земляного полотна на площадках промышленных предприятий следует разрабатывать совместно с проектом вертикальной планировки площадки с учетом санитарных условий, требований охраны водоемов от загрязнения сточными водами и благоустройствами территории предприятия, а также с учетом технико-экономических показателей.
Для сбора и отвода поверхностных вод применяют открытую (кюветы, лотки, водоотводные канавы), закрытую (ливневую канализацию с сетью дренажей мелкого и глубокого заложения) или смешанную систему водоотводов.
2.189. В состав работ по проектированию водоотводных устройств входят: определение объема стока к водоотводным устройствам водосборного бассейна; выбор вида, размеров и местоположения водоотводного устройства, позволяющих применять землеройные машины для его сооружения, а также для очистки в период эксплуатации; назначение продольного уклона и скорости течения воды, исключающих возможность заиливания или размыва русла при принятом типе укрепления откосов и дна.
2.190. Минимальные размеры и другие параметры водоотводных устройств следует назначать на основе гидравлических расчетов, но не менее значений, приведенных в табл. 20.
Кюветы следует проектировать, как правило, трапецеидального поперечного профиля, а при соответствующем обосновании - полуциркульного; глубину кюветов в особых случаях допускается устанавливать 0,4 м.
Наибольший продольный уклон дна водоотводных устройств следует назначать с учетом вида грунта, типа укрепления откосов и дна канавы, а также допускаемых скоростей течения воды согласно прил. 9 и 10 настоящего Пособия.
Если наибольший допускаемый продольный уклон водоотводного устройства при заданных расчетных параметрах будет меньше естественного уклона местности или продольного уклона земляного полотна при расходах воды более 1 м 3 /с, необходимо предусматривать устройство быстротоков и перепадов, проектируемых индивидуально.
Таблица 20
|
Крутизна откоса при грунтах |
Возвышение |
||||||
|
Водоотводное устройство |
Ширина дна после укрепления, м |
Глубина, м |
глинистых, песчаных, крупнообломочных |
пылеватых, глинистых и песчаных |
торфах и заторфованных |
Продольный уклон, % о |
бровки над расчетным уровнем воды, м |
|
Нагорные и водоотводные канавы | |||||||
|
Забанкетные канавы | |||||||
|
Канавы на болотах: | |||||||
|
* По условиям рельефа местности уклон допускается уменьшить до 3 % о . ** В исключительных случаях уклон можно уменьшить до 1 % 0 . *** В районах с суровым климатом и избыточным увлажнением грунтов уклон принимается не менее 3 % 0 . |
|||||||
2.191. Поперечное сечение водоотводных устройств следует проверять на пропуск расчетного расхода воды с использованием автоматизированных гидравлических расчетов в соответствии с прил. 9 настоящего Пособия. При этом вероятность превышения расчетных расходов следует принимать, %:
для напорных канав и водосбросов..............................................5
продольных и поперечных водоотводных канав и лотков........10
Нагорные и водосбросные канавы для железнодорожных путей на территориях промышленных предприятий должны проектироваться для расходов с вероятностью превышения 10 %.
2.192. На водоразделе двух смежных бассейнов следует предусматривать устройство разделительной дамбы с верхним основанием не менее 2 м с заложением откосов не круче 1:2, с превышением ее высоты не менее 0,25 м над расчетным уровнем воды.
2.193. На внутриплощадочных путях открытая система водоотвода допускается только при соответствующем указании заказчика. При отводе воды кюветами при просадочных, набухающих, а также пучинистых грунтах необходимо в проекте предусматривать меры против инфильтрации воды из кюветов в земляное полотно путем соответствующего их укрепления.
При необходимости пропуска воды через путь, в том числе для перепуска воды из кювета, применяют междушпальные лотки, при этом проверяют достаточность их глубины для пропуска воды при имеющихся отметках дна кюветов.
2.194. Не допускается проектировать выпуск атмосферных вод из кюветов и канав в:
водотоки, протекающие в пределах населенного пункта и имеющие скорость течения менее 5 см/с и расход менее 1 м/сут;
непроточные пруды;
водоемы в местах, специально отведенных под пляжи;
рыбные пруды (без специального разрешения);
замкнутые лощины и низины, подверженные заболачиванию;
размываемые оврага без специального укрепления их русел и берегов;
заболоченные поймы рек.
2.195. При загрязнении дождевых и талых вод промышленными отходами химических предприятий следует предусматривать очистные сооружения.
Водоотводные устройства следует размещать в полосе отвода. Расстояние от наружной бровки откоса водоотводного устройства до границы полосы отвода должно быть не менее 1 м.
В местах выхода водотоков на склоны оврагов и низин водоотводные устройства необходимо прокладывать в сторону от земляного полотна и предусматривать их укрепление.
2.196. На участках с наличием грунтовых вод нагорные канавы, а также водоотводные устройства в пределах выемок следует разрабатывать в комплексе с мероприятиями по отводу грунтовых вод. При залегании горизонта грунтовых вод на глубине до 2 м от поверхности нагорная канава может служить, при соответствующем ее укреплении, для отвода воды от земляного полотна, а при более глубоком залегании грунтовых вод углубление нагорной канавы ниже водоносного слоя запрещается. В этом случае предусматриваются другие мероприятия по защите земляного полотна от воздействия грунтовых вод.
2.197. При закрытой системе отвод воды с площадки предприятия производится с помощью ливневой канализации. В этом случае из водоотводных лотков, канав и дренажных труб продольного водоотвода сброс воды предусматривается в дождеприемные колодцы с решетками. Колодцы в этом случае должны иметь отстойники, а решетки - просветы не более 50 мм.
2.198. Смешанная система водоотвода на застроенной территории применяется в случаях: когда требования благоустройства территории и строительства ливневой канализации относятся лишь к части площадки, а в остальной ее части допустим открытый водоотвод, когда требуется очистка сточных вод.
При смешанной системе водоотвода следует соблюдать требования по устройству открытого и закрытого водоотводов.
2.199. Расстояние от трубопроводов дождевой канализации до оси крайнего пути железной дороги с колей 1520 мм должно быть нее менее 4 м.
Расстояние между дождеприемными колодцами допускается принимать по табл. 21.
| Наименование параметра | Значение |
| Тема статьи: | Отвод поверхностных (атмосферных) вод |
| Рубрика (тематическая категория) | Спорт |
ЛЕКЦИЯ 3
ОТВОД ПОВЕРХНОСТНЫХ (АТМОСФЕРНЫХ) ВОД
Организация стока поверхностных дождевых и талых вод на территориях жилых районов, микрорайонов и кварталов осуществляется с помощью открытой или закрытой системы водоотвода.
На городских улицах жилых районов водоотвод осуществляют, как правило, с помощью закрытой системы, ᴛ.ᴇ. городской водосточной сети (ливневой канализации). Устройство водосточных сетей является общегородским мероприятием.
На территориях микрорайонов и кварталов водоотвод осуществляется открытой системой и состоит в организации стока поверхностных вод с участков застройки, площадок разного назначения и территорий зеленых насаждений в лотки проездов, по которым вода направляется к лоткам проезжих частей прилегающих городских улиц. Такая организация водоотвода осуществляется с помощью вертикальной планировки всей территории, обеспечивающей сток создаваемыми продольными и поперечными уклонами на всех проездах, площадках и территориях микрорайона или квартала.
В случае если сеть проездов не представляет собой системы взаимосвязанных проездов или при недостаточности пропускной способности лотков на проездах при больших дождях, на территории микрорайонов предусматривается устройство более или менее развитой сети открытых лотков, кюветов и канав.
Открытая система водоотвода является простейшей системой, не требующей сложных и дорогих сооружений. В эксплуатации же эта система требует постоянного надзора и очистки.
Открытую систему применяют в микрорайонах и кварталах сравнительно небольшой площади при благоприятной для стока вод рельефе, не имеющем заниженных бессточных мест. В крупных микрорайонах открытая система не всегда обеспечивает сток поверхностных вод без переполнения лотков и затопления проездов, в связи с этим тогда применяют закрытую систему.
Закрытая система водоотвода предусматривает развитие на территории микрорайона подземной сети водосточных труб – коллекторов, с приемом поверхностных вод водоприемными колодцами и направлением собранных вод в городскую водосточную сеть.
В качестве возможного варианта применяют комбинированную систему, когда на территории микрорайона создают открытую сеть лотков, кюветов и канав, дополняемую подземной сетью водосточных коллекторов. Подземный водоотвод – весьма важный элемент инженерного благоустройства территорий жилых кварталов и микрорайонов, он соответствует высоким требованиям комфорта и общего благоустройства жилых территорий.
Поверхностный водоотвод на территории микрорайона должен быть обеспечен в такой мере, чтобы из любой точки территории сток воды беспрепятственно доходил до лотков проезжей части прилегающих улиц.
От зданий, как правило, воду отводят в сторону проездов, а при прилегании зеленых насаждений – к лоткам или кюветам, проходящим вдоль зданий.
На тупиковых проездах при направлении продольного уклона в сторону тупика образуются бессточные места͵ из которых вода не имеет выхода; иногда такие точки образуются и на проездах. Выпуск воды из таких мест осуществляют с помощью перепускных лотков, в направлении к проездам, расположенным на более низких отметках (рис. 3.1).
Лотки применяют также для отвода поверхностных вод от зданий, с площадок различного назначения, на территориях зеленых насаждений.
Перепускные лотки могут иметь треугольную, прямоугольную или трапецеидальную форму. Откосы лотков принимают исходя из грунта и способа укрепления их в пределах 1:1 до 1:1,5. Глубина лотка не менее, а чаще всего и не более 15-20 см. Продольный уклон лотка принимают не менее 0,5%.
Земляные лотки неустойчивы, их легко размывает дождь, при этом они теряют свою форму и продольный уклон. По этой причине более всего целесообразно применять лотки с укрепленными стенками или сборные, изготовленные из какого-либо устойчивого материала.
При значительном стоке вод лотки оказываются недостаточными по всей пропускной способности и их заменяют кюветами. Обычно кюветы имеют трапецеидальную форму с шириной по дну не менее 0,4 м и глубиной 0,5 м; боковые откосы имеют крутизну 1:1,5. Укрепляют откосы бетоном, мощением или одерновкой. При значительных размерах, при глубине 0,7-0,8 м и более, кюветы превращаются в канавы.
Следует иметь в виду, что кюветы и канавы на пересечениях с проездами и тротуарами должны быть заключены в трубы или над ними устраивают мостики. Выпускать воду из кюветов и канав в лотки проездов, вследствие различного заглубления и разности отметок, сложно и трудно.
По этой причине применение открытых кюветов и канав допустимо лишь в исключительных случаях, тем более что кюветы и канавы вообще нарушают благоустройство современных микрорайонов. Лотки же, при обычно малой глубине их, приемлемы, в случае если они не создают больших неудобств для движения.
При сравнительно небольших территориях зеленых насаждений водоотвод должна быть с успехом осуществлен открытым способом по лоткам дорожек и аллей.
При расположении дорожек и проездов среди зеленых насаждений на сравнительно коротком протяжении сток поверхностных вод можно осуществлять без устройства лотков или кюветов, непосредственно на участки насаждений. В таких случаях не устраивают ограждения бортиками для дорожек и проездов. При этом должно быть исключено образование застаивающихся вод и заболоченности. Такой сток особо целесообразен при крайне важно сти искусственного орошения участков зеленых насаждений.
При проектировании подземной сети водостоков особое внимание крайне важно уделять отводу поверхностных вод с базовых дорог и пешеходных аллей, а также с мест массового скопления посетителей (главные площади парка; площади перед театрами, ресторанами и т.п.).
В местах выпуска поверхностных вод с территории микрорайонов на городские улицы за красной линией устанавливают водоприемный колодец, при этом присоединяют его сточную ветку к коллектору городской водосточной сети.
При закрытой системе водоотвода поверхностные воды направляются к водоприемным колодцам водосточной сети и поступают в них через водоприемные решетки.
Водоприемные колодцы на территории микрорайонов располагают во всех пониженных точках, не имеющих свободного стока, на прямых участках проездов исходя из продольного уклона с интервалом в 50-100 м, на пересечениях проездов со стороны притока воды.
Уклон водосточных веток принимают как минимум в 0,5%, но оптимальным уклоном является 1-2%. Диаметр водосточных веток принимают не менее 200 мм.
Трассы водосточных коллекторов на территории микрорайона прокладывают преимущественно вне проездов в полосах зеленых насаждений на расстоянии 1-1,5 м от бордюрного камня или проезжей части.
Глубину заложения коллекторов водосточной сети в микрорайоне принимают с учетом глубины промерзания грунта.
Водоприемные колодцы имеют водоприемные решетки, преимущественно прямоугольной формы. Эти колодцы сооружают из сборных бетонных и железобетонных элементов и только при отсутствии их – из кирпича (рис. 3.2).
Смотровые колодцы сооружают по типовым проектам из сборных элементов.
При выборе системы водоотвода в микрорайоне следует иметь в виду, что в современных благоустроенных микрорайонах развитие сети водосточных коллекторов предопределяется не только сбором и отведением поверхностных вод, но и использованием водосточной сети в других целях, как, к примеру, для приема и отведения вод от снеготаялок и при снегосбросе в коллекторы сети, а также при сбросе в сеть воды при мойке проезжих частей проездов и площадок.
Целесообразно устраивать подземную водосточную сеть в микрорайоне при оборудовании зданий внутренними водостоками, а также при системе удаления вод с крыш зданий по наружным трубам со сбросом воды в подземную водосточную сеть.
В этих обоих случаях исключаются стекание воды из водосточных труб по тротуарам и прилегающим к зданиям территориям, а также улучшается внешний вид зданий. Исходя из этих соображений считают целесообразным развитие подземной водосточной сети на территории микрорайонов.
Подземная водосточная сеть в микрорайонах оправдана также при наличии на территории бессточных мест, не имеющих свободного выхода собирающихся в них дождевых и талых вод. Такие случаи сравнительно редки, но возможны при сложном пересеченном рельефе и не бывают ликвидированы вертикальной планировкой из-за больших объёмов земляных работ.
Почти всегда крайне важно сооружать подземную водосточную сеть при большой глубине микрорайона и удалении водораздела от ближайшей прилегающей улицы на 150-200 м, а также во всех случаях, когда пропускная способность лотков на проездах недостаточна и проезды бывают затоплены при относительно больших дождях; применение кюветов и канав в микрорайонах крайне нежелательно.
При вертикальной планировке и создании стока поверхностных вод очень существенное значение имеет расположение отдельных зданий относительно естественного рельефа. Так, к примеру, недопустимо располагать здания поперек естественного тальвега, создавая тем самым бессточные места.
Избежать излишних и неоправданных земляных работ по подсыпкам в бессточных местах возможно только при отводе воды из таких мест с помощью подземного коллектора водосточной сети, с установкой в низкой точке водоприемного колодца. При этом направление продольного уклона такого коллектора будет обратным по отношению к рельефу. Это может привести к крайне важно сти излишнего заглубления некоторых участков водосточной сети микрорайона.
В качестве неудачных примеров можно привести расположение зданий различной конфигурации в плане без учета естественного рельефа и стока вод от зданий (рис. 3.3).
Отвод поверхностных (атмосферных) вод - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Отвод поверхностных (атмосферных) вод" 2017, 2018.
Отвод поверхностных и грунтовых вод.
Работы данного цикла включают в себя:
■ устройство нагорных и водоотводных канав, обваловывание;
■ открытый и закрытый дренаж;
■ планировку поверхности складских и монтажных площадок.
Поверхностные и грунтовые воды образуются из атмосферных осадков (ливневые и талые воды). Различают поверхностные воды «чужие», поступающие с повышенных соседних участков, и «свои», образующиеся непосредственно на строительной площадке. В зависимости от конкретных гидрогеологических условий производство работ по отводу поверхностных вод и осушению грунтов можно выполнять следующими способами: открытым водоотливом, открытым и закрытым дренажем и глубинным водопонижением.
Нагорные и водоотводные канавы или обваловывание устраивают вдоль границ строительной площадки с нагорной стороны для предохранения от поверхностных вод. Территория площадки должна быть защищена от поступления «чужих» поверхностных вод, для чего их перехватывают и отводят за пределы площадки. Для перехвата вод Устраивают в повышенной ее части нагорные и водоотводные канавы (рис. 3.5). Водоотводные канавы должны обеспечивать пропуск ливневых и талых вод в пониженные точки местности за пределы строительной площадки.
Рис. 3.5. Защита строительной площадки от поступления поверхностных вод: 1 - зона стока воды, 2 - нагорная канава; 3 - строительная площадка
В зависимости от планируемого дебита воды, водоотводные канавы устраивают глубиной не менее 0,5 м, шириной 0,5...0,6 м, с высотой бровки над расчетным уровнем воды не менее 0,1...0,2 м. Для предохранения лотка канавы от размыва скорость движения воды не должна превышать для песка 0,5...0,6 м/с, для суглинка -1,2... 1,4 м/с. Канаву устраивают на расстоянии не менее 5 м от постоянной выемки и 3 м - от временной. Для предохранения от возможного заиливания продольный профиль водоотводной канавы делают не менее 0,002. Стенки и дно канавы защищают дерном, камнями, фашинами.
«Свои» поверхностные воды отводят путем придания соответствующего уклона при вертикальной планировке площадки и устройства сети открытого или закрытого водостока, а также принудительным сбросом через водоотводные трубопроводы посредством электрических насосов.
Дренажные системы открытого и закрытого типов используют при сильном обводнении площадки грунтовыми водами с высоким уровнем горизонта. Дренажные системы предназначены для улучшения общесанитарных и строительных условий и предусматривают понижение уровня грунтовых вод.
Открытый дренаж применяют в грунтах с малым коэффициентом фильтрации при необходимости понижения уровня грунтовых вод на небольшую глубину - порядка 0,3...0,4 м. Дренаж устраивают в виде канав глубиной 0,5...0,7 м, на дно которых укладывают слой крупнозернистого песка, гравия или щебня толщиной 10...15 см.
Закрытый дренаж - это обычно траншеи глубокого заложения (рис. 3.6) с устройством колодцев для ревизии системы и с уклоном в сторону сброса воды, заполняемые дренируемым материалом (щебень, гравий, крупный песок). Поверху дренажную канаву закрывают местным грунтом.
Рис. 3.6. Закрытый, пристенный и опоясывающий дренаж: а - общее решение дренажа; б - пристенный дренаж; в - кольцевой ограждающий дренаж; 1 - местный грунт; 2 - мелкозернистый песок; 3 - крупнозернистый песок; 4 - гравий; 5 - дренажная дырчатая труба; 6 - уплотненный слой местного грунта; 7 - дно котлована; 8 - дренажная прорезь; 9 - трубчатый дренаж; 10 - сооружение; 11 -подпорная стенка; 12 - бетонное основание
При устройстве более эффективных дренажей на дно такой траншеи укладывают перфорированные в боковых поверхностях трубы - керамические, бетонные, асбестоцементные диаметром 125...300 мм, иногда просто лотки. Зазоры труб не заделывают, трубы сверху засыпают хорошо дренирующим материалом. Глубина дренажной канавы -1,5...2,0 м, ширина поверху - 0,8...1,0 м. Снизу под трубой часто укладывают щебеночное основание толщиной до 0,3 м. Рекомендуемое распределение слоев грунта: 1) дренажная труба, укладываемая в слой гравия; 2) слой крупнозернистого песка; 3) слой средне- или мелкозернистого песка, все слои не менее 40 см; 4) местный грунт толщиной до 30 см.
Такие дренажи собирают воду из прилегающих слоев грунта и отводят воду лучше, так как скорость движения воды в трубах выше, чем в дренирующем материале. Закрытые дренажи устраивают ниже уровня промерзания грунта, они должны иметь продольный уклон не менее 0,5%. Устройство дренажа необходимо выполнять до начала возведения зданий и сооружений.
Для трубчатых дренажей в последние годы широко используют трубофильтры из пористого бетона и керамзитостекла. Применение трубофильтров значительно снижает трудозатраты и стоимость работ. Они представляют собой трубы диаметром 100 и 150 мм с большим количеством сквозных отверстий (пор) в стенке, по которым вода просачивается внутрь трубопровода и отводится. Конструкция труб позволяет их укладку по предварительно разровненному основанию трубоукладчиками.
Инженерная подготовка стройплощадки.
Любому строительству (объекту или комплексу) предшествует подготовка площадки, направленная на обеспечение необходимых условий качественного и в установленные сроки возведения зданий и сооружений, включающая инженерную подготовку и инженерное обеспечение.
При инженерной подготовке выполняют комплекс процессов (работ), в общем случае наиболее характерными из которых в технологии строительного производства являются создание геодезической разбивочной основы, расчистка и планировка территории, отвод поверхностных и фунтовых вод.
В каждом конкретном случае состав указанных процессов и методы их выполнения регламентируются природно-климатическими условиями, особенностями строительной площадки, спецификой возводимых зданий и сооружений, особенностями объекта - новое строительство, расширение или реконструкция и др.
Инженерное обеспечение строительной площадки предусматривает устройство временных зданий, дорог и сетей водо-, электроснабжения и др. Площадку строительства оборудуют раздевалками-бытовками, столовой, конторой производителя работ, душевыми, санузлами, складами для хранения строительных материалов, инструмента, временными мастерскими, навесами и т.д. Под эти сооружения целесообразно использовать часть сносимых зданий, если они не попадают в габариты возводимого сооружения и не будут мешать нормальному осуществлению строительных работ, а также инвентарные здания вагонного или блочного типа.
Для транспортирования грузов следует максимально использовать существующую дорожную сеть и только при необходимости предусматривать устройство временных дорог.
В подготовительный период прокладывают линии временного водоснабжения, включая противопожарный водопровод, и электроснабжения с подводкой энергии ко всем бытовкам и местам установки электромеханизмов. Прорабская должна быть обеспечена телефонной и диспетчерской связью. На строительной площадке оборудуют место для ремонта и стоянки землеройных и других машин и автомобилей. Площадку обязательно ограждают или обозначают соответствующими знаками и надписями.
Создание геодезической разбивочной основы
На стадии подготовки площадки к строительству должна быть создана геодезическая разбивочная основа, служащая для планового и высотного обоснования при выносе проекта подлежащих возведению зданий и сооружений на местность, а также (в последующем) для геодезического обеспечения на всех стадиях строительства и после его завершения.
Геодезическую разбивочную основу для определения положения объектов строительства в плане создают преимущественно в виде: строительной сетки, продольных и поперечных осей, определяющих положение на местности основных зданий и сооружений и их габаритов, для строительства предприятий и групп зданий и сооружений; красных линий (или других линий регулирования застройки), продольных и поперечных осей, определяющих положение на местности и габариты здания, для строительства отдельных зданий в городах и поселках.
Строительную сетку выполняют в виде квадратов и прямоугольников, которые подразделяют на основные и дополнительные (рис. 1, а). Длина сторон основных фигур сетки 100... 200 м, а дополнительных -20... 40 м.
Рис. 1 - Строительная сетка: а - местоположение пунктов сетки; б - вынос на местность строительной сетки; 1- вершины основных фигур сетки; 2 - основные оси здания; 3 - вершины дополнительных фигур сетки
При проектировании строительной сетки должны быть: для выполнения разбивочных работ обеспечены максимальные удобства; основные возводимые
здания и сооружения расположены внутри фигур сетки; линии сетки расположены параллельно основным осям возводимых зданий и по возможности ближе к ним; непосредственные линейные измерения.
Рис. 2 - Постоянные геодезические знаки: а - из забетонированных обрезков труб; б - из стального штыря с забетонированным оголовком; в - из обрезков рельсов; 1 - плановая точка; 2 - стальная труба с крестообразным анкером, 3 - бетонный оголовок; 4 - стальная труба; 5 - граница промерзания
Разбивку строительной сетки на местности начинают с выноса в натуру исходного направления, для чего используют имеющуюся на площадке (или вблизи от нее) геодезическую сеть (рис. 1, б). По координатам геодезических пунктов и пунктов сетки определяют полярные координаты S1, S2, S3 и углы , по которым выносят на местность исходные направления сетки (АВ и АС). Затем от исходных направлений на всей площадке разбивают строительную сетку и закрепляют ее в местах пересечений постоянными знаками (рис. 2) с плановой точкой. Знаки делают из забетонированных обрезков труб, рельсов и т. п. Основание знака (низ знака, опора знака) должно располагаться ниже границы промерзания грунта минимум на 1 м.
Аналогично переносят и закрепляют красную линию.
При переносе на местность основных осей строящихся объектов при наличии в качестве плановой разбивочной основы строительной сетки применяют метод прямоугольных координат. В этом случае в качестве линий координат принимают близлежащие стороны строительной сетки, а их пересечение - за нуль отсчета. Положение точки О главных осей хо - уо будет определено следующим образом: если дано, что хо = 50 и;уо= 40 м, то это значит, что она находится на расстоянии 50 м. от линии х в сторону хо и на расстоянии 40 м от линии у в сторону линии уо.
При наличии в качестве плановой разбивочной основы красной линии на стройгенплане должны быть приведены какие-либо данные, определяющие положение будущего здания, угол между главной осью здания и красной линией и расстояние от точки А до точки О пересечения главных осей.
Главные оси здания закрепляют за его контурами знаками приведенной выше конструкции.
Высотное обоснование на строительной площадке обеспечивается высотными опорными пунктами - строительными реперами. Обычно в качестве строительных реперов используют опорные пункты строительной сетки и красной линии. Высотная отметка каждого строительного репера должна быть получена не менее чем от двух реперов государственной или местного значения геодезической сети.
В процессе строительства необходимо следить за сохранностью и устойчивостью знаков геодезической разбивочной основы, что осуществляет строительная организация.
Расчистка территории
При расчистке территории пересаживают зеленые насаждения, если их используют в дальнейшем, защищают их от повреждений, корчуют пни, очищают площадку от кустарника, снимают плодородный слой почвы, сносят или разбирают ненужные строения, перекладывают подземные коммуникации и в заключение производят планировку строительной площадки.
Зеленые насаждения, не подлежащие вырубке или пересадке, обносят оградой, а стволы отдельно стоящих деревьев предохраняют от возможных повреждений, защищая отходами пиломатериалов. Деревья и кустарники, пригодные в дальнейшем для озеленения, выкапывают и пересаживают в охранную зону или на новое место.
Деревья валят с помощью механических или электрических пил. Тракторами с трелевочно-корчевальными лебедками или бульдозерами с высоко поднятыми отвалами валят деревья с корнями и корчуют пни. Отдельные пни, не поддающиеся корчевке, расщепляют взрывом. Кусторезами расчищают территорию от кустарника. Для этой же операции применяют бульдозеры с зубьями-рыхлителями на отвале, корчеватели-собиратели. Кусторез является сменным оборудованием к гусеничному трактору.
Плодородный слой почвы, подлежащий снятию с застраиваемых площадей, срезают и перемещают в специально выделенные места, где складируют для последующего использования. Иногда его отвозят на другие площадки для озеленения. При работе с плодородным слоем следует предохранять его от смешивания с нижележащим слоем, загрязнения, размыва и выветривания.
Снос зданий и сооружений выполняют путем их членения на части (для последующего демонтажа) или обрушения. Деревянные строения разбирают, отбраковывая элементы для последующего их использования. При разборке каждый отделяемый сборный элемент должен предварительно раскрепляться и занимать устойчивое положение.
Монолитные железобетонные и металлические строения разбирают по специально разработанной схеме сноса, обеспечивающей устойчивость строения в целом. Членение на блоки разборки начинают со вскрытия арматуры. Затем блок закрепляют, после чего режут арматуру и обламывают блок. Металлические элементы срезают после раскрепления. Наибольшая масса железобетонного блока разборки или металлического элемента не должна превышать половины грузоподъемности кранов при наибольшем вылете крюка.
Сборные железобетонные строения разбирают по схеме сноса, обратной схеме монтажа. Перед началом разборки элемент освобождают от связей. Сборные железобетонные конструкции, не поддающиеся поэлементному разделению, расчленяют как монолитные.
Снос зданий и сооружений обрушением осуществляют гидравлическими молотами, отбойными молотками, а в отдельных случаях - экскаваторами с различным навесным оборудованием - шар-бабами, клин-молотами и др. Вертикальные части строения для предотвращения разброса обломков по площади следует обрушивать внутрь. Обрушение осуществляют также взрывным способом.
После расчистки производят общую планировку строительной площадки.
Работы этого цикла включают в себя устройство нагорных и водоотводных канав, обваловывание, открытый и закрытый дренаж, планировку поверхности складских и монтажных площадок.
Поверхностные воды образуются из атмосферных осадков (ливневые и талые воды). Различают поверхностные воды «чужие», поступающие с соседних повышенных участков, и «свои», образующиеся непосредственно на строительной площадке. Для перехвата «чужих» вод устраивают нагорные и водоотводные канавы или обваловывание вдоль границ строительной площадки в повышенной ее части. Водоотводные канавы должны обеспечивать пропуск ливневых и талых вод в пониженные участки местности за пределы площадки, глубина их должна быть не менее 0,5 м, ширина - 0,5… 0,6 м с высотой бровки над расчетным уровнем воды S не менее 0,1 …0,2 м. Канаву устраивают на расстояниях: не менее 5 м - от постоянной выемки и не менее 3 м - от временной выемки. Для предохранения от возможного заиливания продольный профиль канав должен иметь уклон не менее 0,002. Стенки и дно канавы защищают дерном, камнями, фашинами. «Свои» поверхностные воды отводят, придавая соответствующий уклон вертикальной планировке площадки и устраивая cera открытого или закрытого водостока, а также с помощью принудительного сброса через водоотводные трубопроводы посредством электрических насосов.
При высоком уровне грунтовых вод осушение осуществляю дренажными системами открытого и закрытого типов. Эти системы понижают уровень грунтовых вод, а также улучшают общесанитарные и строительные условия.
Открытый дренаж применяют для понижения уровня грунтовых вод на небольшую глубину - 0,3…0,4 м в грунтах с малым коэффициентом фильтрации. Дренаж устраивают в виде канав глубиной 0,5…0,7 м, на дне укладывают слой крупнозернистого песка, гравия или щебня толщиной 10… 15 см.
Закрытый дренаж - это обычно траншеи глубокого заложения с устройством колодцев для контроля системы и с уклоном в сторону сброса воды, заполняемые дренируемым материалом (щебень, гравий, крупный песок). Поверху дренажную канаву закрывают местным грунтом.
При устройстве более эффективных дренажей на дно траншеи укладывают перфорированные в боковой поверхности трубы из керамики, бетона, асбестоцемента диаметром 125… 300 мм, иногда просто лотки. Зазоры труб не заделывают, сверху засыпают хорошо дренирующим материалом. Глубина дренажных канав - 1,5… 2,0 м, ширина поверху - 0,8… 1,0 м. Снизу под трубой устраивают щебеночное основание толщиной до 0,3 м. Слои грунта рекомендуется распределять в следующем порядке: – дренажная труба, укладываемая в слой гравия; – слой крупнозернистого песка; – слой средне- или мелкозернистого песка, толщина всех слоев - не менее 40 см; – слой местного грунта толщиной до 30 см.
Такие дренажи отводят воду лучше из-за более высокой скорости воды в трубах по сравнению со скоростью воды в дренирующем материале. Закрытые дренажи следует прокладывать ниже уровня промерзания грунта, и они должны иметь продольный уклон не менее 0,005. Дренажи необходимо устраивать до начала строительства объекта.
Для трубчатых дренажей в настоящее время широко используют трубофильтры из пористого бетона и керамзитостекла, что значительно снижает стоимость работ и трудозатраты. Это трубы диаметрами 100 и 150 мм с большим количеством сквозных отверстий (пор) в стенке, по которым вода просачивается внутрь трубопровода и отводится. Эти трубы укладывают на выровненное основание специальными машинами.