8.3.1. Открытый водоотлив

В течение всего срока строительства сооружения ведут текущий водоотлив, который предохраняет котлован от затопления и разрушения грунтовыми водами, обеспечивает нормальные условия экскавации грунта и бесперебойное движение транспорта.

Открытый водоотлив (рис. 8.2) применяют для поддержания котлована в осушенном состоянии в грунтах, устойчивых против фильтрационных деформаций. В мелкозернистых грунтах предусматривают мероприятия, предупреждающие разрушение откосов и дна котлована (устройство дренажной пригрузки по всей площади мокрого откоса котлована).

Рис. 8.2. Схемы осушения котлованов открытым

водоотливом: а – при малой глубине котлована;

б – при большой глубине котлована; 1 – котлован;

2 – насосный агрегат; 3 – приямок;

4 – водоотводная канавка

Водосборную систему устраивают обычно по всему периметру котлована на самых низких его отметках. Размеры канав и колодцев рассчитывают в зависимости от ожидаемого притока в них. Дренажные канавы выполняют с уклоном 0,002–0,005 в сторону водосборного колодца. Его размер в плане составляет порядка 1,5 ? 1,5 м, глубина – 2 м и более в зависимости от мощности насоса. Минимальный размер колодца выбирают исходя из условия обеспечения непрерывной работы насоса в течение 10 мин. Колодец крепят по периметру, на дне устраивают обратный фильтр. В суффозионно-неустойчивых грунтах обратный фильтр устраивают и по периметру колодца за его креплением. В качестве насосных агрегатов применяют самовсасывающие центробежные насосы.

Различают два расчетных случая при определении притока воды в котлован: первый случай – котлован совершенный, доходит до водоупора и вода поступает в него только через откосы; второй – котлован несовершенного типа, водоупор находится на большой глубине и вода поступает и через откосы, и через дно (рис.

где Q – приток воды, м³/сут;

К_ф – коэффициент фильтрации грунта водоносной толщи, м/сут;

Н – мощность безнапорного водоносного пласта, м;

R – радиус действия котлована или среднее расстояние от него до уреза воды в реке (принимается меньшее из них), м;

r – приведенный радиус котлована, определяемый для квадратных или близких к кругу котлованов – для прямоугольных –

S – понижение УГВ в котловане, м.

Рис. 8.3. Схемы притока воды в котлован:

а – совершенный; б – несовершенный

Приток воды в несовершенный котлован круглой формы

Q = q_бн + q_н,

где q_бн – приток воды выше линии раздела безнапорной и напорной зон через стенки котлована;

q_н – приток воды ниже линии раздела безнапорной и напорной зон через дно.

Приток q_бн определяется, как и для совершенных котлованов. Значение q_н определяется по формуле В. Д. Бабушкина.

Необходимое число насосных установок определяют по формуле

где ∑Q – суммарный расчетный приток воды к котловану, м³/ч;

П_у – производительность насосной установки, м³/ч;

n = 1,5 – коэффициент резерва мощности насосных установок.

Насосный агрегат размещают на берме котлована или на перемычке, а если глубина котлована превышает высоту всасывания – на промежуточной берме.