01Строительный период
Нужно сократить водоприток в глубокий котлован
ПФЗ может ограничивать приток подземных вод и снижать требуемую производительность системы водопонижения.
Подземные воды / противофильтрационная защита
Проектирование противофильтрационных завес
Выполняем фильтрационные расчёты и проектируем ПФЗ для временной и постоянной защиты котлованов, подземных сооружений и заглубленных конструкций: определяем схему, глубину, требуемую проницаемость, сопряжение с водоупором и взаимодействие с водопонижением, дренажом и ограждением котлована.
01 / Когда применяется
ПФЗ используется для ограничения фильтрационного потока, а не как универсальная замена водопонижению
Решение выбирается по гидрогеологической схеме, глубине водоупора, расчётному притоку, возможности безопасной откачки и влиянию системы защиты на прилегающую территорию.
02Плотная застройка
Свободное водопонижение создаёт чрезмерную депрессионную воронку
Ограничение фильтрационного потока может использоваться для уменьшения влияния откачки на прилегающие здания, сооружения и грунтовый массив.
03Напорные воды
Требуется совместно контролировать приток и пьезометрический напор
Проект может сочетать ПФЗ с разгрузочными скважинами или другими средствами управления гидрогеологическим режимом.
04Постоянная защита
Подземное сооружение должно быть защищено в период эксплуатации
Постоянная ПФЗ рассматривается в составе общей системы защиты вместе с гидроизоляцией, дренажом и конструктивными решениями подземной части.
02 / Расчётная логика
Сначала моделируем фильтрационный поток — затем назначаем геометрию завесы
СП 250 требует выбирать систему защиты с учётом прогнозных гидрогеологических расчётов и отдельно оценивать последствия изменения естественного режима подземных вод.
Исходная геофильтрационная схема
Водоносные горизонты, водоупоры, направления потока, уровни и напоры, фильтрационные характеристики и граничные условия.
Сценарий без защитных мероприятий
Определяем исходный водоприток и гидрогеологические риски при разработке котлована или эксплуатации подземной части.
Сценарий с ПФЗ
Моделируем изменение фильтрационного потока, остаточный приток, градиенты напора и перераспределение уровней подземных вод.
Сопряжение с водоупором
Проверяем необходимость полной прорезки водоносного слоя и требуемое заглубление в водоупор либо обосновываем несовершенную завесу.
Совместная работа с водопонижением
Для несовершенных и комбинированных схем определяем остаточный приток и параметры дополнительной системы откачки.
Влияние на прилегающую территорию
Оцениваем возможное повышение или понижение УПВ и риск подтопления или иных неблагоприятных изменений гидрогеологического режима.
03 / Типы ПФЗ
Тип завесы выбирается по фильтрационной задаче и технологии устройства
СП 250 допускает разные конструктивные и технологические схемы. На проекте рассматриваем только те решения, которые соответствуют грунтам, глубине, доступу техники и требуемой проницаемости.
Вертикальные завесы
Контурная или линейная ПФЗ
Используется для ограничения горизонтального фильтрационного потока по периметру котлована или вдоль отдельной границы.
траншейные и свайные схемы
инъекционные и тонкие щелевые завесы
шпунтовые и комбинированные решения
сопряжение с природным водоупором
Горизонтальный водоупор
ПФЗ в уровне дна котлована
Применяется, когда вертикальное ограждение нецелесообразно заглублять до природного водоупора или требуется дополнительно ограничить приток и напор через дно.
искусственный водоупор
струйная цементация
инъекционное закрепление
совместная работа с вертикальной ПФЗ
Комбинированная система
ПФЗ + водопонижение / дренаж
Если завеса не является совершенной либо расчётно требуется контролируемый остаточный приток, проектируем совместную работу нескольких элементов системы защиты.
снижение общего расхода откачки
разгрузка напорных горизонтов
локализация депрессионной воронки
управление остаточным притоком
Совершенная и несовершенная ПФЗ — разные расчётные схемы.
СП 250 ориентирует на полное прорезание водоносных пород и сопряжение с водоупором. Если водоупор расположен глубоко, допускается несовершенная завеса, но её применение должно быть обосновано фильтрационными и технико-экономическими расчётами и обычно рассматривается совместно с водопонижением.
Поэтому глубина ПФЗ не назначается «до ближайшей глины» без анализа реальной гидрогеологической модели.
04 / Проектирование
От геофильтрационной модели — к геометрии, технологии и контролю ПФЗ
Проектная схема должна одновременно обеспечивать требуемое снижение водопритока и не создавать недопустимых изменений гидрогеологического режима на прилегающей территории.
Анализируем ИГИ и гидрогеологию
Водоносные горизонты, водоупоры, напоры, фильтрационные параметры и естественный поток.
Исходная схемаФиксируем строительную задачу
Геометрия котлована, отметки, стадийность, ограждение и допустимый водоприток.
Расчётный сценарийМоделируем фильтрацию
Сравниваем исходный сценарий и варианты ПФЗ, водопонижения и комбинированной защиты.
Геофильтрационная модельНазначаем геометрию
Контур, глубина, толщина, сопряжение с водоупором и горизонтальные элементы при необходимости.
ПФЗВыбираем технологию
Тип завесы, материалы и способ устройства с учётом площадки, грунтов и требуемой проницаемости.
РеализацияЗадаём контроль
Геометрия, вертикальность, сплошность, сопряжение с водоупором и фактические фильтрационные характеристики.
Приёмка Что проверяем расчётом
остаточный водоприток через и под завесой
градиенты напора и фильтрационную устойчивость
положение УПВ и пьезометрических уровней
устойчивость дна котлована
необходимость дополнительного водопонижения
возможное повышение УПВ за пределами ПФЗ
воздействие на окружающую застройку
сценарии на строительный и эксплуатационный периоды
05 / Влияние ПФЗ
ПФЗ уменьшает приток, но одновременно изменяет естественную структуру подземного потока
Это принципиальное отличие от «просто водонепроницаемой стены». Проект должен оценить не только эффект внутри защищаемого контура, но и изменение УПВ снаружи.
01Подпор
Повышение УПВ перед завесой
Нарушение естественного фильтрационного потока может привести к повышению уровней на прилегающей территории и формированию зон подтопления.
02Обход фильтрации
Приток под или вокруг ПФЗ
Для несовершенной или локальной завесы проверяется обходной фильтрационный поток и необходимость дополнительного дренажа или водопонижения.
03Градиенты
Концентрация фильтрационного напора
В контактных и краевых зонах могут возрастать градиенты. Расчёт должен исключить фильтрационную неустойчивость и неблагоприятные процессы в основании.
04Окружающая застройка
Изменение гидрогеологического режима вокруг объекта
Оцениваем, не создаёт ли выбранная схема недопустимых изменений УПВ, давления воды или условий эксплуатации соседних подземных конструкций.
06 / Контроль качества
Эффективность ПФЗ зависит от геометрии и сплошности фактически выполненной конструкции
СП 250 требует закладывать в проект контроль материалов, геометрии, вертикальности, сплошности и сопряжения завесы с водоупором.
Положение и геометрия
Контролируются проектный контур, глубина, толщина и отклонения от заданной геометрии.
Вертикальность
Для глубоких элементов отклонение по вертикали непосредственно влияет на непрерывность и сопряжение ПФЗ.
Сплошность завесы
Проектом предусматриваются методы, позволяющие выявлять разрывы, дефекты или участки повышенной водопроницаемости.
Сопряжение с водоупором
Для совершенной ПФЗ фактическое сопряжение с водоупорным слоем является одним из ключевых условий работы.
Гидрогеологический контроль
Наблюдательные скважины используются для проверки фактического изменения уровней и сопоставления с расчётным прогнозом.
07 / Примеры материалов
Фильтрационная модель, схема ПФЗ и контроль
08 / Состав выдачи
Что передаём по проекту ПФЗ
Состав зависит от стадии П / РД и принятой технологии. Ниже — техническое ядро расчётного обоснования и проектного решения.
Гидрогеологическая и геофильтрационная схема
Водоносные горизонты, водоупоры, УПВ, напоры и фильтрационные параметры.
Расчёт вариантов системы защиты
Сравнение сценария без ПФЗ, с ПФЗ и, при необходимости, с водопонижением или дренажом.
Расчётный водоприток и градиенты
Остаточный приток, напоры и параметры, определяющие фильтрационную безопасность.
Обоснование типа и геометрии ПФЗ
Контур, глубина, толщина, положение относительно водоупора и принятая технология.
Оценка изменения УПВ на прилегающей территории
Включая возможный подпор, понижение или необходимость дополнительных мероприятий.
Графическая часть
Планы, разрезы, сопряжения, участки горизонтального водоупора и другие схемы по принятому решению.
Требования к технологии устройства
Проектные параметры, определяющие достижение требуемой геометрии и водопроницаемости.
Требования к контролю качества
Геометрия, вертикальность, сплошность, сопряжение с водоупором и гидрогеологический контроль.
09 / Исходные данные
Что передать для расчёта и проектирования ПФЗ
Можно прислать текущий архив проекта. Мы определим достаточность гидрогеологических данных и состав расчётной модели.
Что полезно приложить
01
инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания
02
генплан и геометрия котлована / подземного сооружения
03
проект ограждения котлована и отметки заглубления
04
строительная стадийность и предполагаемый срок работы временной системы
05
существующий расчёт водопритока или водопонижения — если имеется
06
данные об окружающих зданиях, сооружениях и инженерных коммуникациях
07
предварительно выбранная технология ПФЗ — если требуется её проверка
08
замечания экспертизы и существующая проектная документация — при корректировке
11 / Вопросы
По противофильтрационным завесам
Водопонижение управляет уровнем подземных вод за счёт откачки. ПФЗ ограничивает сам фильтрационный поток. На сложных объектах эти решения часто рассчитываются совместно, поскольку каждое из них по-разному влияет на водоприток и прилегающую территорию.
Базовая схема предусматривает прорезание водоносных пород и сопряжение с водоупором. При глубоком залегании водоупора допускается несовершенная завеса, но её работа должна быть обоснована фильтрационным расчётом и, как правило, рассматривается совместно с водопонижением.
Да. СП 250 допускает устройство искусственного водоупора в горизонтальной плоскости, в том числе с применением струйной цементации или инъекционного закрепления, если такое решение обосновано фильтрационными и технико-экономическими расчётами.
Да, такая возможность существует. Завеса изменяет структуру фильтрационного потока, поэтому проект должен оценивать возможное повышение или понижение УПВ на прилегающей территории и соответствующее влияние на окружающую застройку.
По гидрогеологии, требуемой геометрии и проницаемости, глубине, стеснённости площадки, сопряжению с ограждением и возможности контроля качества. Конкретная технология не должна назначаться до расчётного сравнения применимых вариантов.
Да. Проверяем исходную гидрогеологическую модель, водоприток, геометрию и тип ПФЗ, расчёт уровней и напоров, совместную работу с водопонижением и требования к контролю качества.