Неотъемлемой частью частного дома или дачи является ливневая канализация, обеспечивающая эстетичный вид жилого строения и участка, прилегающего к нему. А также предупреждающая преждевременное разрушение фундамента зданий и корней растений, растущих на участке. Неопытному человеку в области «водоотведения» данный момент может показаться темным лесом. В этой статье мы разберём все по пунктам: отвод поверхностных, ливневых и талых вод, со строений и участка.

Для создания ливневой канализации она же система отвода поверхностных вод требуются элементарные знания в строительстве и данные о самой благоустраиваемой территории. Ливневая канализация является самотечной, т.е. устроена под наклоном, и включает в себя следующие элементы:

1. Кровельный водоотвод;
2. Дренажный водоотвод;
3. Коллектор или место выброса водоотвода.

Кровельный водоотвод принимает атмосферные осадки на уровне крыши, посредством лотков, желобов, воронок и отправляет их в дренажную поверхностную систему.

Проектирование системы отвода поверхностных вод

Для проектирования необходимо знать:

• среднее количество выпадаемых осадков (как в виде дождя, так и в виде снега, талой воды), узнать это можно в СниПе 2.04.03-85;
• площадь кровли;
• наличие иных коммуникаций и объектов на обустраиваемой территории.

Для проектирования необходимо определиться в каких местах будут располагаться водосточные трубы и сколько их будет. Составляется схема, на которой отображены перепады высот поверхности участка, строения на нём. На схеме обозначаются места прокладки всех элементов ливневой канализации, включая трубы, смотровые колодцы и места сброса воды. При проектировании также рассчитывается количество требуемых материалов и затраты на них.

Отвод воды с кровли

Материал кровельного слива разнообразен: сталь, медь, сталь с полимерным покрытием, алюминий и т.д. Особенной популярностью пользуется пластик. Он экономичен, устойчив к повреждениям, является шумоизолирующим материалом, герметичен, легок как в весе, так и в монтаже. Для правильного конструирования кровельного слива понадобиться:

1. Кронштейн металлический;
2. Шпилька со специальной гайкой;
3. Регулируемое крепление;
4. Кронштейн желоба;
5. Наконечник;
6. Муфта соединительная;
7. Колено;
8. Заглушка воронки;
9. Заглушка желоба;
10. Угловой элемент;
11. Воронка;
12. Соединитель желоба;
13. Желоб водосточный;
14. Труба водосточная.

Количество и тип каждого элемента зависит от периметра кровли и количества перекачиваемой жидкости, т.к. слишком мощный водоотвод нерационален с точки зрения финансовых затрат, а слабый — не будет справляться с поставленной задачей. Необходимо найти оптимальный вариант. На рисунке указаны необходимые размеры, характерные для средней полосы России.

Монтаж системы отвода воды с кровли дома

Монтаж производится после разработки проекта всей системы водоотлива, ознакомления с инструкцией приложенной магазином-поставщиком (каждая система имеет свои особенности конструирования, которые необходимо учесть). Общая последовательность монтажа и выполняемые работы:

1. Монтаж начинается с крепления кронштейна со стороны стропильной стены или лобовой доски, с учетом наклона желобов.
2. Затем укладываются сами желоба при помощи специальных пластин и крепятся друг с другом методом холодной сварки или резиновыми уплотнителями. Метод холодной сварки предпочтителен для соединения желобов из-за устойчивости к деформации.
3. В угловых соединениях и соединениях с воронками устанавливается дополнительный кронштейн.
4. Производится монтаж труб, соблюдая расстояние от стены в 3-4 см. Кронштейны по вертикали крепятся на расстоянии в 1.5-2 м. Сам слив должен находиться в полуметре от поверхности земли.

Советы от профессионалов:

• Желоба начинают укладывать от воронки, чтобы края желоба были ниже края кровли.
• В случае если эксплуатировать трубу для сбора из трех направлений желобов (если кровля нестандартной формы), необходимо вместо стандартных воронок предусмотреть тройники.
• Расстояние между кронштейнами должно составлять не больше 0.50-0.60 м.
• Рекомендуется заранее сделать разметку наклона желобов. Например, ориентиром может служить веревка, натянутая от начальной до конечной точки.
• Пластиковые отливы монтируются при температуре от + 5◦,иначе материал потрескается при нарезке. Отливы из других материалов монтировать можно при любой температуре окружающей среды.

Устройство системы отвода поверхностных вод

Система отвода поверхностных вод или поверхностный дренаж состоит из точечных водоотводов и линеных каналов.

Точечные водоотводы представляют собой небольшие колодцы локально соединенные с кровельным стоком. Лотки прокладываются ниже уровня промерзания труб. Монтаж такого дренажа схож с монтажом кровельного слива. Готовится траншея (ниже чем глубина промерзания труб, узнать можно все в том же СниПе) под уклоном к коллектору. Засыпается песок слоем в 20 см. Укладываются трубы при помощи фитингов. При соблюдении герметизации трубы засыпаются.

Линейные каналы бывают двух типов — открытые или закрытые, оснащенных решетками или сетками для задержания крупного мусора. Решетки должны быть преимущественно из металла, т.к. выдерживают большие нагрузки (особенно в местах у въезда в гараж).

Совет от профессионалов. Для эффективности сбора поверхностных вод необходимо комплексное устройство ливневого и точечного дренажа. В случае сильных осадков основная масса воды будет отводиться поверхностным дренажом .

Посмотреть как выглядит процесс монтажа системы отвода поверхностных вод Вы можете в видеоролике:

Глубинная дренажная система предусматривается, если местность где расположен участок предрасположена к затяжным дождям. Такая система защитит участок от размыва, убережет деревья от преждевременной гибели (из-за гниения корней), защитит фундамент от губительного действия воды.

Система отвода грунтовых вод

Дренаж грунтовых вод отличается от вышеописанных систем тем, что укладывается на большей глубине и в случае близкорасположенных к поверхности земли грунтовых вод, которыми могут подтапливаться подвал или подземный гараж. Дренаж делают комбинированным с ливнёвкой, причем трубы ливнёвки прокладываются выше, чем дренаж. Необходимо понимать разницу ливнёвки и дренажа. Ливнёвка для отвода дождевой, талой воды и паводков, а глубинный дренаж для отвода грунтовых вод и возможных затоплений. Поверхностный и глубинный дренаж соединяются при помощи специальных узловых соединений для скопления лишней воды в одном месте и последующего ее выброса, переработки или повторного использования. Монтируются дренажи параллельно друг другу.

Это важно: при обильных осадках вода в больших количествах за короткое время проходит через ливневую канализацию. При попадании такого потока воды в систему отвода грунтовых вода эта вода попадает из труб в грунт, тем самым не осушает его а затапливает, то есть начинает выполнять противоположенную функцию. Поэтому систему отвода поверхностных вод следует соединять с системой отвода грунтовых вод не ранее мест, где проходят трубы именно отведения воды а не осушения, если смотреть по ходу движения воды в системы. Осушение грунта производится в местах укладки перфорированных труб. Отвод воды осуществляется герметичными трубами.

По способу отбора грунтовых вод разделяют: вертикальный, горизонтальный и комбинированный дренаж. Вертикальный дренаж состоит из вертикальных рубчатых колодцев, опущенных в слой грунтовых вод. Они оснащены насосами и фильтрами, соответственно для очистки и откачки грунтовых вод за пределы территории. Такая схема достаточна сложна как в монтаже, так и в эксплуатации.

Горизонтальный дренаж состоит из перфорированных труб, уложенных на оптимальной глубине вывода откачки в выкопанных канавах, просыпанных щебенкой. Канавы выкапываются по всей территории участка в виде елочки.

Устройство дренажа вне зависимости от типа участка начинается с обустройства дренажного колодца в самой дальней части участка, подальше от дома. Можно использовать уже готовые пластиковые колодцы.

В местах угловых соединений устраиваются смотровые колодцы, для облегчения обслуживания коммуникации.

Глубина заложения дренажа выбирается исходя из ее задач: если цель — сбор грунтовых вод для защиты подвала, то глубина должна соответствовать уровню пола подвала; если цель — отвод обильных вод опускающихся в грунт- глубина соответствует глубине фундамента.

Трубы обматываются специальным материалом () для исключения попадания в трубы песка, гравия, которыми труба засыпается слоем в 20-30 см. После этого трубу можно засыпать обычным грунтом. В отличии от вертикального дренажа вода, собранная через отверстия в трубах, отводится самотеком под уклоном, а не насосами.

Горизонтальный дренаж наиболее популярен чем вертикальный или даже комбинированный из-за экономичности и простоты монтажа.

Более подробно об устройстве системы отвода грунтовых вод Вы можете прочитать в статье:

Отвод собранной воды

излишки воды удаляют за пределы участка, в канаву, водоем. Если такой возможности нет, то в пределах участка устраивается колодец или водоем, откуда воду можно использовать повторно.

Совет:

Рекомендуется дренаж укладывать в канавы с V образными стенками с уклоном стенок в 30◦ в поперечном разрезе канавы. Ширина в 50 см. Рекомендуемый уклон канавы 1-3 см. на метр длины. Колодцы можно оборудовать из любого материала, не подвергающегося коррозии.

Обслуживание систем водоотведения

Обслуживание приведенных выше систем не составляет труда при их грамотном проектировании и конструкции. Основные пункты в обслуживании:

1. Раз в десять лет осуществлять с помощью насоса капитальную промывку труб для профилактики отложений на их стенках.
2. Регулярный визуальный осмотр колодцев, коллекторов и очистка при необходимости.

Срок годности правильно рассчитанной, уложенной, обслуживаемой системы водоотвода составляет в среднем пятьдесят, а то и намного больше лет.

Советы от профессионалов:

1. Обязательно проверяйте, чтобы трубы были уложены под уклоном.Уклон должен быть в сторону от дома.
2. В случае невозможности монтажа самотечного водоотвода устраиваются напорный отлив оснащенный насосом.
3. Не забывайте про оптимальность конструирования и соответствие цена = качество. Очень часто хочется большего, лучшего, однако бюджет не всегда позволяет осуществить задуманное. Поэтому рекомендуется спроектировать, соотнести проект с ценами, делать закупку и производить монтаж в соответствии с приведенными здесь рекомендациями .

Лекция на тему: Инженерная организация территории населенных мест.
Часть 11: Организация стока поверхностных вод.

Организация стока поверхностных вод

Организация стока поверхностных (ливневых и талых) вод непосредственно связана с вертикальной планировкой территории. Осуществляется организация поверхностного стока при помощи общетерриториальной водосточной системы, которая проектируется таким образом, чтобы собрать весь сток поверхностных вод с территории и отвести в места возможного сброса или на очистные сооружения, не допустив при этом затопления улиц, пониженных мест и подвалов зданий и сооружений.

Рис. 19. Схемы организации поверхностного стока в зависимости от рельефа территории.

Основными параметрами, характеризующими дожди являются – интенсивность, продолжительность и повторяемость дождей.
При проектировании дождевой канализации в расчет берут дождевые воды, дающие наибольшие расходы стока. Т.о. для расчетов принимают средние интенсивности дождя за периоды различной длительности.
Все расчеты проводятся, согласно рекомендациям:
СНиП 23-01-99* Климатология и геофизика.
СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения
Организацию поверхностного водоотвода осуществляют со всех городских территорий. Для этой цели используют открытую и закрытую водосточную системы города, которые выводят поверхностный сток за городскую территорию или на очистные сооружения.

Типы дождевой сети (закрытая, открытая)
Открытая сеть - это система лотков и кюветов, входящих в поперечный профиль улиц, дополненная другими водоотводными, искусственными и естественными элементами.
Закрытая - включает подводящие элементы (лотки улиц), подземную сеть труб (коллекторов), дождевые и смотровые колодцы, а также узлы специального назначения (выпуски, водобойные колодцы, перепадные колодцы и др.).
Смешанная сеть имеет элементы открытой и закрытой сети.

Закрытая дождевая сеть

К специальным сооружениям закрытой дождевой сети относят: дождеприемные и смотровые колодцы, ливневой коллектор, быстротоки, водобойные колодцы и пр.
Дождеприемные колодцы устанавливаются для обеспечения полного перехвата дождевых вод в местах понижения проектного рельефа, на выездах из кварталов, перед перекрестками, со стороны притока воды, обязательно вне полосы пешеходного движения (рис. 20).
На территории жилой застройки дождеприемные колодцы располагаются на расстоянии 150-300м от линии водораздела.
По магистралям дождеприемные колодцы размещают в зависимости от продольных уклонов (Табл. 4).

Рис. 20 Схема размещения дождеприемных колодцев на перекрестках .

Рис. 21. Расположение дождеприемных колодцев в плане магистрали .
1 – коллектор, 2 – водосточная ветка, 3 – дождеприемый колодец, 4 – смотровой колодец.

Ливневой (дождевой) коллектор, расположенный вдоль магистрали, дублируется, если ширина проезжей части магистрали превышает 21 м или, если ширина магистрали в красных линиях более 50м (рис. 21,в). Во всех остальных случаях применяют схемы, изображенные на рис. 21, а, б.
Для удобства эксплуатации длину ветки ливневой канализации ограничивают 40 м. На ней могут располагаться 2 дождеприемных колодца, на стыке которых устанавливают смотровой колодец, однако, на участках с большим объемом стока, количество дождеприемных колодцев может быть увеличено (до 3 в одной точке). При длине ветки до 15 м и скорости движения сточных вод не менее 1м/с, допускается присоединение без смотрового колодца. Диаметр веток принимается в пределах 200- 300 мм. Рекомендуемый уклон – 2-5%, но не менее 0.5%
При необходимости, дождеприемные колодцы делают комбинированными: для приема воды с проезжей части и для принятия вод из дренажных систем (дрен).
Смотровые колодцы располагаются в местах изменения направления трассы, диаметра и уклона труб, присоединений трубопроводов и пересечения с подземными сетями в одном уровне, в соответствии с условиями рельефа (уклонами), объемом стока и характером проложенных коллекторов ливневой канализации, на ливневой (канализационной) сети.
На прямых участках трассы шаг размещения смотровых колодцев зависит от диаметра труб водостока. Чем больше диаметр, тем расстояния между колодцами больше. При диаметре 0.2÷0.45м расстояние между колодцами должно быть не более 50 м, а при диаметре более 2 м – расстояние 250 -300м.
Ливневой коллектор, как элемент ливневой канализации, располагается на застраиваемой территории города в зависимости от общей компоновки всей ливневой сети.

Глубина заложения ливневого коллектора зависит от геологических условий грунта и глубины промерзания. Если в районе строительства грунт не промерзает, то минимальная глубина заложения водостока составляет 0.7м. Определение глубины заложения производится в соответствии с требованиями норм СНиПа.
Обычная водосточная сеть проектируется с продольным уклоном 50/00, но в условиях равнинного рельефа - уменьшают до 40/00.
На равнинных территориях принимают минимальный уклон коллектора, равный 40/00. Такой уклон позволяет обеспечить непрерывность движения (постоянность) ливневых вод в коллекторе и предотвращает его заиливание.
Максимальный уклон коллектора принимают таким, при котором скорость движения воды составляет 7 м/с, а для металлических коллекторов 10 м/с.
При больших уклонах коллекторы могут выйти из строя из-за возникновения гидравлического удара.
К числу возможных сооружений на водосточной сети относятся перепадные колодцы, устраиваемые на участках с большим падением рельефа, для уменьшения скорости движения воды в коллекторе, превышающей наибольшие допустимые нормы. При значительных предельных уклонах местности на трассе коллектора устраиваются быстротоки, водобойные колодцы или применяются чугунные или стальные трубы.
Выпуски водосточной сети по санитарным соображениям желательно устраивать вне границ застройки города в очистные сооружения (отстойники, поля фильтрации).

Открытая дождевая сеть стоит из уличной и внутриквартальной. В сети выделяют кюветы и лотки, удаляющие воду из пониженных мест территории, перепускные лотки, удаляющие воду из пониженных мест территории, и канавы, отводящие воды с больших площадей бассейна. Иногда открытую сеть дополняют русла малых рек и каналы.
Размеры поперечных сечений отдельных элементов сети определяют расчетом. При небольших площадях стока размеры поперечных сечений лотков и кюветов не рассчитывают, а принимают по конструктивным соображениям с учетом стандартных габаритов. В городских условиях водоотводящие элементы, укрепляют по всему дну или по всему периметру. Крутизну откосов кюветов и каналов (отношение высоты откоса к его заложению) устанавливают в пределах от 1:0.25 до 1:0.5.
Лотки и кюветы проектируют вдоль улиц. Трассы водоотводных каналов прокладывают, максимально приближаясь к рельефу, по возможности вне границ застройки.
Поперечное сечение кюветов и лотков проектируют прямоугольной, трапецеидальной и параболической, канав – прямоугольной и трапецеидальной. Наибольшую высоту кюветов и канав ограничивают в городских условиях. Ее делают не более 1.2 м (1.0 м - предельная глубина потока, 0.2м - наименьшее превышение бровки кювета или канавы над потоком).
Наименьшие уклоны лотков проезжей части, кюветов и водоотводящих канав принимают в зависимости от типа покрытия. Эти уклоны обеспечивают наименьшую незаиливающую скорость движения дождевых вод (не менее 0.4 – 0.6 м/с).
На участках территории, где уклоны рельефа больше тех, при которых возникают максимальные скорости течения, проектируют специальные сооружения, быстротоки, ступенчатые перепады.

Особенности проектирования дождевой сети при реконструкции.

На реконструируемой территории проектируемую трассу дождевой сети привязывают к существующим подземным сетям и сооружениям. Это позволяет максимально использовать сохраняемые коллекторы и отдельные их элементы.
Положение сети в плане и профиле определяется конкретными условиями проектирования, а также высотным и планировочным решением территории.
Если существующий коллектор не справляется с расчетными расходами, водосточную сеть реконструируют. Проектное решение в этом случае выбирают, учитывая уменьшение водосборной площади и расчетного расхода воды, за счет прокладки новых коллекторов. Прокладка дополнительных трубопроводов производится на тех же отметках, что и существующая сеть или на более глубоких отметках (при недостаточном заглублении существующей сети). Трубы недостаточного сечения частично заменяют новыми, с большим сечением.
На участках существующей сети, имеющих малое заложение, предусматривают усиление прочности конструкции водостока и отдельных его элементов, а при необходимости и теплозащиту. Продолжение лекции на тему: Инженерная организация территории населенных мест.
Часть 1: Вертикальная планировка городских территорий .
Часть 2:

Вода является одной из самых частых причин повреждения земляных сооружений. Кроме того если в котлован или выемку попадает большое количество воды, то сильно затрудняется их разработка. Поэтому отвод воды должен, как правило, производится до приступа к производству земляных работ.

Отвод поверхностных вод

Отвод поверхностных вод может осуществляться следующими способами:

1. устройством с нагорной стороны у выемок и насыпей нагорных канав, собирающих воду, текущую по склону (рис 5б);
2. устройством кюветов в выемках, отводящих вод, выпадающую на полотно и откосы выемки (рис. 5б);
3. устройством у насыпей правильно разбитых резервов (рис. 5а) и правильно устроенных кавальеров у выемки (рис. 5б);
4. правильным устройством планировки полосы земли между насыпью и резервом или между выемкой и кавальером с уклоном поверхности этой полосы (бермы) в сторону от сооружения;
5. устройством с нагорной стороны валика из земли при копке траншеи;
6. укреплением откосов насыпей, выемок, плотин и прочих сооружений.

Если земляные работы необходимо вести в заболоченной местности, то до приступа к работам необходимо произвести ряд работ по осушению участка, иногда с целой системой (сетью) осушительных канав, собирающих воду из болота и отводящих ее в ближайшую реку, ручей, озеро и. т. д.

Отвод грунтовых вод

Грунтовые воды могут залегать на различной глубине.

При неглубоких грунтовых водах и малой толщине их слоя они могут отводиться от сооружения открытыми канавами, собирающими воду.

Иногда грунтовые воды залегают глубоко, и слой их имеет большую толщину. Тогда прибегают к устройству дренажей.

Дренажем называется узкая закрытая канава, заполненная хорошо пропускающими воду материалами. На дно этих канав укладывают трубы, собирающие грунтовую воду или крупный щебенистый хорошо проводящий воду материал.

Назначение дренажей бывает различное:

1. Отвод воды совместно с открытой канавой (подкюветные дренажи); в этом случае канаве придается минимальное сечение, а дренаж устраивается под дном канавы. Дренажные трубы могут быть деревянные, пластиковые, стальные, каменные, бетонные или гончарные (рис. 35). Для того чтобы дренаж не засорялся через колодцы, последние закрываются сверху решетками.
2. Понижение уровня грунтовых вод. Это понижение происходит сильнее всего около дренажа; по мере удаления от дренажа уровень опять повышается (рис.36). Для того, чтобы осушить значительную площадь, необходимо располагать дренажами в несколько линий на определенном расстоянии друг от друга в плане.

Каждый дренаж должен иметь продольный уклон (0,0025-0,015). Необходимо следить, чтобы вода из дренажа имела выход в пониженную точку местности, открытую канаву или в другой более глубокий дренаж. Дренажи устраиваются ниже линии промерзания грунта.

Дренажные канавы выкапываются специальными узкими лопатами. При отсутствии таких лопат рытье производится обыкновенными лопатами, и тогда ширину канавы приходится давать большую, что увеличивает объем работ.

Если при работе в котловане появляется грунтовая вода, приходится прибегать к откачиванию грунтовой воды (водоотливу). При этом котлован воды в котлован (шпунтовым креплением).

Эти два вида работ делаются обычно одновременно с самой разработкой грунта и являются не подготовительными, а вспомогательными работами и описаны ниже.

Заготовка инструмента и инвентаря для работы, хранение их и организация их ремонта

Перед началом работ должен быть заготовлен весь необходимый инструмент и инвентарь (тачки, грабарки и пр.) по числу рабочих, с запасом на случай поломки. Инструмент должен отвечать грунту и роду работ.

Инструменты, например лопаты, должны заготовляться с ручками различной авсоты, а ломы — различной тяжести, чтобы рабочий мог подобрать соответствующий инструмент. Инструменты и инвентарь должны быть прикреплены к определенной бригаде, звену или отдельному рабочему, отвечающим за их сохранность и состояние.

Для хранения инструмента надлежит иметь у места работы кладовые, а для хранения тачек, грабарок и вагонеток необходимы навесы.

Должен быть обеспечен своевременный ремонт инструмента и всего инвентаря.

Помимо перечисленных подготовительных работ до начала основных работ необходимо:

• обеспечить рабочих жильем и питанием на месте работы;
• обеспечить снабжение водой;
• на месте будущей работы исследовать грунты и точно определить их категорию, наличие грунтовых вод и пр.;
• определить точные объемы работ;
• назначить способы производства работ и их организацию;
• распределить рабочих по бригадам, звеньям.

Поверхностные воды (ливневые и талые) образуются из атмосферных осадков. Различают поверхностные воды «чужие», посту­пающие с повышенных соседних участков, и «свои», обра­зующиеся непосредственно на строительной площадке Чтобы на территорию площадки не поступали «чужие» по­верхностные воды, их перехватывают и отводят за преде­лы площадки. Для перехвата вод делают нагорные канавы или обвалование вдоль границ строительной пло­щадки в повышенной ее части (рис. У.2). Для предотвра­щения быстрого заиливания продольный уклон водоот­водных канав должен иметь не менее 0,003.

Для отвода «своих» поверхностных вод придают соот­ветствующий уклон при вертикальной планировке пло­щадки и устраивают сеть открытого или закрытого водо­стока.

Каждый котлован и траншея, являющиеся искусст­венными водосборниками, к которым активно притекает вода во время дождей и таяния снега, должны быть за­щищены водоотводными канавами или обвалованием с нагорной стороны.

В случаях сильного обводнения площадки грунтовы­ми водами с высоким уровнем горизонта площадку осу­шают с помощью открытого или закрытого дренажа. От крытый дренаж обычно устраивают в виде канав глубиной до 1,5 м, отрываемых с пологими откосами (1: 2} и необходимыми для течения воды продольными уклона­ми. Закрытый дренаж - это обычно траншеи с уклонами в сторону сброса воды, заполняемые дренирующим материалом (рис. У.З). При устройстве более эффективных дренажей на дно такой траншеи укладывают перфориро­ванные в боковых поверхностях трубы - керамические, бетонные, асбестобетонные, деревянные. Такие дренажи собирают и отводят воду лучше, так как скорость движе­ния воды в трубах выше, чем в дренирующем материале. Закрытые дренажи должны быть заложены ниже уровни промерзания грунта и иметь продольный уклон не менее 0,005.

Создание геодезической разбивочной основы. На ста­дии подготовки площадки к строительству должна быть создана геодезическая разбивочная основа для планово го и высотного обоснования при выносе проекта подлежа­щих возведению зданий и сооружений на местность, а так же (в последующем) 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 габарит -для строительства предприятий и групп зданий и сооружений; красных линий (или других линий регулирования заст­ройки) и габарит здания - для строительства отдельныхзданий. Строительную сетку выполняют в виде квадратных и прямоугольных фигур, которые подразделяют на основ­ные и дополнительные (рис. У.4). Длина сторон основных фигур сетки 200...400 м, дополнительных - 20...40 м. Строительную сетку обычно проектируют на строитель­ном генеральном плане, реже- на топографическом пла­не строительной площадки. При проектировании опреде­ляют местоположение пунктов. сетки на стройгенплане (топографическом плане), выбирают способ закрепления сетки на местности. При проектировании строительной сетки должны быть: обеспечены максимальные удобства для выполнения раз-бивочных работ; основные возводимые здания и соору­жения расположены внутри фигур сетки; линии сетки параллельны основным осям возводимых зданий и рас­положены по возможности ближе к ним; обеспечены не­посредственные линейные размеры по всем сторонам сет­ки; пункты сетки расположены в местах, удобных для уг­ловых измерений с видимостью смежных пунктов, а также в местах, обеспечивающих их сохранность и ус­тойчивость.

Разбивку строительной сетки на местности начинают с выноса в натуру исходного направления, для чего ис­пользуют имеющуюся на площадке или вблизи нее геоде­зическую сетку (рис. У.5). По координатам геодезичес­ких пунктов сетки определяют полярные координаты 5 Ь 5г,5з и углы Рь р 2 , Рз, по которым выносят на местность исходные направления сетки АВ и АС. Затем от исходных направлений на всей площадке разбивают строительную сетку и закрепляют её в местах пересечений постоянными знаками с плановой точкой (рис. У.6). Знаки делают из заполненных бетоном отрезков труб, из забетонированных обрезков рельсов и т. п. Подошва знака должна распо­лагаться ниже границы промерзания грунта минимум на 1 м (1000 мм). Аналогично переносят и закрепляют крас­ную линию.

При переносе на местность основных осей строящих­ся объектов, если в качестве плановой разбивочной осно­вы используется строительная сетка, применяют метод прямоугольных координат. В этом случае близколежащие стороны строительной сетки принимают за линии коорди­нат, а их пересечение - за ноль отсчета (рис. У.7, а). Положение точки О главных осей Х 0 -У 0 определяют следующим образом: если дано, что Х 0 =50 и У 0 =40 м, значит, точка О находится на расстоянии 50 м от линии X в сторону линии Хо и на расстоянии 40 м от линии У в сторону У 0 .При наличии в качестве плановой разбивочной основы красной линии на стройгенплане должны быть приведе­ны какие-либо данные, определяющие положение буду­щего значения: например, точка А на красной линии (рис. У.7, б), угол р между главной осью здания и краснойлинией и расстояние от точки А до точки О пересечения главных осей. Главные оси здания закрепляют за его кон­турами знаками выше приведенной 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 геодезической сети или сети местного значения.

Создание геодезической разбивочной основы является функцией заказчика. Он должен не менее чем за 10 дн. до начала строительно-монтажных работ передать под­рядчику техническую документацию на геодезическую разбивочную основу и на закрепленные на строительной площадке пункты и знаки этой основы.

В процессе строительства строительная организация должна следить за сохранностью и устойчивостью знаков геодезической разбивочной основы.

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.