01Котлован ниже УПВ
Необходимо вести земляные и фундаментные работы в осушенном грунте
Определяем требуемое снижение уровня воды относительно текущей стадии разработки котлована и подбираем систему, которая обеспечивает этот режим.
Подземные воды / геотехническое проектирование
Проектирование строительного водопонижения
Выполняем фильтрационные расчёты и разрабатываем системы временного водопонижения для котлованов и траншей: определяем расчётный водоприток, требуемое снижение уровня подземных вод, схему скважин или иглофильтров, производительность системы и влияние депрессионной воронки на окружающую застройку.
01 / Когда требуется
Водопонижение проектируется под гидрогеологическую и строительную ситуацию
Наличие воды в котловане само по себе не определяет способ осушения. Система выбирается после оценки напора, фильтрационных свойств грунтов, геометрии котлована, ограждения и окружающей застройки.
02Напорный горизонт
Есть риск гидравлического выпора или потери устойчивости дна
Проверяем пьезометрический напор и при необходимости предусматриваем разгрузочные / водопонизительные скважины или комбинированную схему.
03Плотная застройка
Понижение УПВ может повлиять на существующие здания и коммуникации
Рассчитываем размеры депрессионной воронки и оцениваем возможные дополнительные деформации грунтов и окружающих сооружений.
04Сложная гидрогеология
Несколько горизонтов, водоупоры или неоднородная фильтрационная схема
Рассматриваем комбинированные системы и при необходимости численную фильтрационную модель вместо упрощённой одной схемы притока.
02 / Количественный прогноз
Для сложных объектов сначала рассчитываем изменение гидрогеологических условий
Для сооружений геотехнических категорий 2 и 3 СП 22 прямо связывает количественный прогноз с расчётом водопритоков, устойчивостью, суффозией, противофильтрационными решениями и влиянием дренажа на прилегающую территорию.
Водоприток в котлован
Определяем расчётный приток для выбранной геометрии котлована, водоносных горизонтов и фильтрационных параметров.
Устойчивость основания и дна котлована
Проверяем влияние напора подземных вод на устойчивость, возможность выпора и другие неблагоприятные фильтрационные процессы.
Суффозионные риски
Оцениваем условия, при которых фильтрационный поток может вызвать вынос частиц и разуплотнение грунта.
Противофильтрационная завеса
Если одной откачкой нельзя получить безопасный режим, расчёт используется для обоснования необходимости и глубины противофильтрационного элемента.
Депрессионная воронка
Определяем распространение снижения УПВ за пределы котлована и используем его при оценке воздействия на окружающую застройку.
Барражный эффект и давление воды
Для подземной части дополнительно учитываем изменение естественного потока, возможный подпор и давление подземных вод на конструкции.
03 / Способы водопонижения
Способ выбирается по глубине снижения, фильтрационным свойствам грунтов и конструкции котлована
Проект может включать одну систему или сочетание нескольких решений на разных строительных стадиях.
Иглофильтры
Лёгкие и вакуумные иглофильтровые системы
Применяются для временного понижения УПВ в водопроницаемых и, при вакуумировании, слабопроницаемых грунтах в пределах технической применимости выбранной системы.
расчёт шага иглофильтров
глубина установки
число и производительность насосных установок
один или несколько ярусов — по расчёту
Водопонизительные скважины
Открытые, вакуумные и разгрузочные скважины
Используются при значительных водопритоках, большой глубине снижения, необходимости разгрузки напорного горизонта и других задачах, где иглофильтровая схема недостаточна.
дебит одной скважины
количество и глубина
фильтровая колонна
насосное оборудование и резервирование
Дренаж / открытый водоотлив
Локальный сбор и отвод воды
Используется самостоятельно в допустимых гидрогеологических условиях либо как вспомогательный элемент более сложной системы водопонижения.
зумпфы и дренажные канавы
траншейные / трубчатые дренажи
перехват локальных притоков
совместная работа со скважинами / иглофильтрами
Для сложной гидрогеологии рациональным решением может быть комбинированная система.
СП 250 допускает совместное или поэтапное применение разных водопонизительных средств. Например, верхний безнапорный горизонт может осушаться иглофильтрами, а напор в нижнем горизонте сниматься глубинными скважинами.
Поэтому «глубина котлована = конкретный тип оборудования» — недостаточная логика для проектного решения.
04 / Расчёт системы
От гидрогеологической модели — к рабочей схеме водопонижения
Расчёт должен подтвердить не только производительность насосов, но и безопасное положение уровней и напоров на всех существенных стадиях строительства.
Формируем гидрогеологическую схему
Водоносные горизонты, водоупоры, напоры, граничные условия и фильтрационные характеристики.
Исходная модельЗадаём строительные стадии
Отметки разработки котлована, сроки работы системы, этапы устройства подземной части и демонтажа.
СценарииОпределяем водоприток
Расчётный расход воды для требуемого уровня снижения и принятой геометрии котлована.
Q системыПодбираем систему
Количество, шаг, глубина и производительность скважин / иглофильтров, насосное оборудование и резерв.
Рабочая схемаПроверяем депрессионную поверхность
Контролируем положение УПВ внутри и за пределами котлована и отсутствие опасных напоров.
Расчётный режимПроверяем влияние
Оцениваем устойчивость, суффозионные риски и возможное воздействие на окружающую застройку.
Безопасность Расчёт иглофильтровой системы включает не только «количество иглофильтров».
СП 250 задаёт последовательность: определить требуемое число насосных установок, шаг иглофильтров и глубину их погружения на основе расчётного водопритока. Для скважин и комбинированных систем состав расчёта расширяется по фактической гидрогеологической схеме.
05 / Влияние водопонижения
Снижение УПВ за пределами котлована рассматриваем как отдельное геотехническое воздействие
СП 45 требует до начала водопонижения оценить влияние на здания, сооружения и коммуникации в зоне работ. Для плотной городской застройки это одна из ключевых частей проекта.
01Осадки
Дополнительные деформации грунтов и фундаментов
Снижение порового давления и изменение гидрогеологического режима могут изменить напряжённое состояние грунта. Для чувствительной окружающей застройки оцениваем соответствующий деформационный эффект.
02Суффозия
Вынос частиц и разуплотнение грунта
Проверяем фильтрационные градиенты, устройство фильтров и режим откачки, чтобы водопонижение не приводило к неблагоприятным фильтрационным процессам.
03Котлован
Устойчивость дна и откосов / ограждения
Гидродинамическое давление и пьезометрический напор должны учитываться совместно с геотехническим расчётом котлована и его строительными стадиями.
04Оптимизация воздействия
Локализация депрессионной воронки
Если расчёт показывает избыточное воздействие, рассматриваем изменение системы, поэтапную откачку, противофильтрационную завесу, искусственное питание или другие проектные мероприятия.
06 / Контроль при эксплуатации системы
Проект должен задавать не только оборудование, но и контролируемый режим работы
СП 45 связывает водопонижение с текущей стадией разработки котлована и требует контроля эффективности системы.
Наблюдательные скважины
Контроль фактического УПВ и сопоставление с расчётным положением депрессионной поверхности.
Дебит системы
Контроль фактического расхода воды и изменение режима по отношению к проектным значениям.
Связь со стадиями котлована
Темп снижения УПВ должен соответствовать производству земляных работ и обеспечивать требуемую степень осушения текущей стадии.
Окружающая застройка
В зоне влияния водопонижения контролируются осадки и динамика деформаций расположенных рядом зданий и коммуникаций.
Аварийный режим и резервирование
Для критичных систем в проекте задаётся резерв оборудования и порядок действий при отказе отдельных элементов или изменении притока.
07 / Примеры материалов
Фильтрационная модель и рабочая схема системы
08 / Состав выдачи
Что передаём по проекту водопонижения
Точный состав зависит от стадии П / РД и договорной задачи. Ниже — техническое ядро, необходимое для обоснования и реализации системы.
Исходная гидрогеологическая схема
Водоносные горизонты, водоупоры, расчётные уровни и напоры, фильтрационные характеристики.
Расчёт водопритока
Для требуемого снижения УПВ и принятой строительной / фильтрационной схемы.
Обоснование способа водопонижения
Иглофильтры, скважины, дренаж, открытый водоотлив или комбинированная система.
Расчёт параметров системы
Количество, шаг, глубина, фильтры, производительность и необходимые насосные установки.
Положение депрессионной поверхности
Внутри котлована и за его пределами на расчётных стадиях.
Оценка влияния и фильтрационных рисков
Устойчивость, суффозия, окружающая застройка и необходимость локализации воздействия.
Графическая часть
Планы, разрезы, узлы, размещение оборудования и наблюдательных скважин — в составе принятой стадии.
Требования к эксплуатации и контролю
Режим работы системы, контроль УПВ и дебита, резервирование и связь со стадиями строительства.
09 / Исходные данные
Что передать для постановки задачи
Можно направить текущий архив проекта. Мы определим достаточность гидрогеологических данных и необходимый уровень расчётной модели.
Что полезно приложить
01
инженерно-геологические и гидрогеологические изыскания
02
генплан и границы котлована / траншей
03
отметки дна котлована и последовательность разработки
04
проект ограждения котлована и подземной части
05
данные об окружающих зданиях, сооружениях и инженерных коммуникациях
06
проектный срок работы системы водопонижения
07
требования к точке / системе сброса воды — если уже определены
08
существующий фильтрационный расчёт или схема водопонижения — при корректировке
11 / Вопросы
По строительному водопонижению
Выбор зависит не только от глубины котлована. Учитываются необходимая величина снижения УПВ, фильтрационные свойства грунтов, напорность горизонтов, требуемый дебит, размеры котлована, ограждение и влияние на окружающую территорию.
Иногда данных ИГИ достаточно для постановки расчёта, но для сложной гидрогеологии могут потребоваться дополнительные сведения о фильтрационных свойствах, напорах, границах водоносных горизонтов или результаты опытных откачек. Это определяется после просмотра изысканий.
Да, если они находятся в зоне влияния изменения гидрогеологического режима. СП 45 требует до начала работ оценить влияние понижения УПВ на здания, сооружения и подземные коммуникации, а в зоне влияния вести наблюдения за осадками.
Если расчёт показывает, что свободная откачка создаёт чрезмерный приток, неблагоприятную депрессионную воронку, суффозионные риски или иные проблемы, может рассматриваться ограничение фильтрационного потока. Необходимость и глубина завесы обосновываются расчётом.
Да, если это предусмотрено согласованным составом П / РД. Подбор выполняется на основе расчётного дебита, требуемого напора, режима эксплуатации и резервирования системы.
Да. Проверяем исходную гидрогеологическую модель, водоприток, выбранную систему, параметры оборудования и фактическую строительную ситуацию. После этого определяем необходимый объём перерасчёта и корректировки.