Главная  Свойства 

 

Инженерная защита застройки от воды

 

Мероприятия инженерной защиты осуществляют, когда застройка находится в неблагоприятных геологических условиях. Тогда возможно образование карстовых и суффозионных провалов, оползневых явлений, оседание поверхности территории из-за сжатия грунтов, откачки подземных вод. В свою очередь многие участки подвержены подтоплению и затоплению.

 

Карстовые и суффозионные провалы часто появляются на многих территориях городов. Механизм их образования рассмотрен в §§ 3.1 и 6.1.

 

Инженерную защиту застройки от провалов обосновывают исследованием этих процессов и длительным мониторингом мест образования карстово-диф-фузионных процессов. Изучают не только территории с активным карстом, но и потенциально опасные зоны города.

 

Для предотвращения провалов осуществляют следующие мероприятия:

 

• устанавливают регламент хозяйственной деятельности;

 

• обеспечивают стабильность водных режимов;

 

• ограничивают водозабор, что может вызвать понижение уровня водоносных горизонтов в карбонатных толщах;

 

• на территориях не устраивают поверхностных водоемов;

 

• следят за исправностью водопроводящих сетей инженерных коммуникаций;

 

• не допускают повышения уровня грунтовых вод;

 

• создают условия, исключающие гидродинамическое воздействие на массивы водорастворимых горных пород, чем предохраняют их разрушение.

 

Выполняют и различные инженерные мероприятия. Для повышения стабильности особо опасных участков в карстовые полости инъектируют смеси различных материалов, растворы и бетоны.

 

Применяют ставшие традиционными методы, которые рассмотрены ниже как мероприятия, обеспечивающие повышение несущей способности оснований фундаментов.

 

Оползневые явления характерны для расположенных на реках городов России. Оползни подразделяют на две группы: стабильные и активные, находящиеся на стадии подготовки к основному смещению.

 

К первой группе относятся оползни, подпертые пойменными террасами рек, которые играют роль контрфорсного упора, не дающего основной массе породы сдвигаться. Такие оползни не требуют сложных инженерных мероприятий. Достаточно спланировать и уположить склоны, исключить их подрезку в основании. Для укрепления грунтов рационально фитомелиорировать поверхности посадкой деревьев и травяного покрова. Не подгружать тело оползня дополнительной застройкой или отсыпкой фунта. Грунты поверхности скольжения предохранять от увлажнения, нарушающего свойства подстилающих пород.

 

Подпорные стены и свайные сооружения, удерживающие оползни мелкого (а —з) и глубокого заложения:

 

а—массивная стена; б—-то же, ниже подошвы склона; в—то же, в сочетании со шпунтовым рядом; г — консольная подпорная стена; д — стена из армированного грунта; е — монолитная стена с пригрузкой и анкерами; ж — свайное поле из забивных свай; з—то же, из набивных; и—стена из сборных панелей, заанкеренных в грунте; к — монолитная консольная стена на контрфорсах; л —то же, на сваях; 1 — коренные породы; 2 — водовыпуск; 3 — плоскость скольжения; 4—лоток; 5—шпунтовый ряд; 6 — фильтрующая засыпка; 7—поверхность естественного рельефа; 8 — арматура, заанкеренная в грунте; 9 — облицовка; 10—железобетонная плита; 11 — сваи; 12 — сваи-шпонки, в верхней части заполненные глиной; 13— анкер-свая с камуфлетной головкой; 14 — контрфорс

 

Вторая группа требует выполнения противооползневых инженерных сооружений, направленных на повышение стабильности опасных участков. Поэтому здесь возводят подпорные стены, в том числе на глубоком свайном основании. Создают контрбанкеты, усиливающие эти стены, применяют удерживающие конструкции, показанные на 6.1.

 

Интересно решение, схема которого изображена на В этом проекте противооползневые инженерные сооружения совмещены с жилыми домами, располагаемыми по склонам действующего оврага.

 

Здесь водоотводной лоток для овражного ручья взят в коллектор. По всей длине обеспечен прием в него поверхностных вод. В вершине оврага русло ручья оставляют открытым, поскольку оно разветвляется по отрогам и не мешает автомобильному путепроводу в центре и до устья оврага, проложенному в тоннеле.

 

Приведенное решение является оригинальным, но эксклюзивным. Его можно рекомендовать в исключительных случаях.

 

На подверженных оползням территориях особое внимание уделяют отводу поверхностных вод. Создают регулярные водостоки. В водонасыщенных грунтах сооружают открытые и закрытые дренажные системы, канавы, галереи и другие водоотводящие устройства, рассмотренные § 6.3.

 

Поскольку все эти мероприятия не полностью гарантируют возможность появления оползневых явлений, создают сопутствующие дренажи вдоль водопроводящих инженерных сетей и постоянно ведут наблюдение за подвижкой земляных масс.

 

Проект использования склонов оврага под жилую застройку (схема разреза):

 

1 — рекреации для взрослого населения; 2 —жилье; 3 — дошкольные детские учреждения; 4 — рекреации для детей; 5 — водосточная система; 6—лифты-подъемники; 7—учреждения торгово-бытового обслуживания; 8 — технический этаж; 9 — помещения для автостоянок, мусорокамер и складов магазинов; 10— коллектор для ручья; 11 —транспортный тоннель-путепровод; 12 — плоскость скольжения

 

Уплотнение грунтов оснований под фундаментами вызывает вертикальные осадки не только зданий, но и прилегающего участка. Формируется воронка оседания, радиус которой может достигать 50—150 м. В застройке высокой плотности эти воронки накладываются друг на друга и образуют понижение межмагистральных территорий, а также обводнение поверхностными водами подземных частей зданий.

 

Установлено, что осадки зданий, основанием которых служат песчаные грунты, невелики и быстро затухают. В глинистых грунтах этот процесс развивается медленно, но после завершения характеризуется значительными величинами просадок.

 

Здания, возведенные на культурном слое насыпных техногенных грунтов, претерпевают значительные осадки. Такое явление характерно для центральных районов города, где насыпной слой может достигать 15 м.

 

Техногенные грунты, как правило, неоднородны, толщина их слоя может колебаться в широких пределах. Возможно включение линз пород по плотности не соответствующих соседним участкам. Все это приводит к неравномерным осадкам зданий.

 

В отличие от равномерных просадок, неравномерные могут нанести зданиям значительные повреждения. Так, уплотнение пластов мягких пород разной толщины вызывают процесс, показанный на 6.3, а. Имеются случаи, когда выветривание материнских пород, из которых произошли грунты, протекают избирательно. Тогда под зданием оказываются основания с различной прочностью и возникают процессы, сходные со схемой а.

 

Не менее опасны линзы мягких грунтов, имеющих способность к усадочным деформациям. Неравномерное сжатие грунтов таких линз приводит к явлениям, показанным на 6.3, б и в. Вкрапление в основание прочных пород, например крупных валунов, вызывает разлом здания по схеме г.

 

Откачка подземных вод часто приводит к осадкам поверхности на обширных территориях городов. Извлечение воды из напорных горизонтов вызывает не только падение давления, но и снижение уровней водоносных пластов.

 

Механизм уплотнения осушенного грунта — специфическая проблема, являющаяся предметом изучения гидрогеологов. Следует отметить, что за счет такого уплотнения случаются просадки дневной поверхности, исчисляемые в 1—150 мм, что приводит к частичному или полному разрушению зданий. Просадки от 10 до 30 мм в среднем влекут за собой деформацию в двух-трех зданиях на 1 км2, а при оседании поверхности больше, чем на 50 мм количество деформированных зданий увеличивается до 30 на 1 км2.

 

Просадки сооружений, сходные с описанными, возможны при взаимодействии воды с зелеными насаждениями. Некоторые породы деревьев потребляют большое количество влаги. В основном черпают ее из грунта верхнего слоя, увлажняемого атмосферными осадками. При нормальном их количестве система находится в равновесии. При засухах находящееся в песчаных грунтах дерево погибает, а в глинистых выживает.

 

Осадочные деформации зданий:

 

а — большая разница толщины слабого грунта; б, в — расположение линз слабых грунтов под частью здания; г — жесткие включения значительных размеров; д — просадка части здания, примыкающей к новому строению; е — осадка грунтов при их осушении корнями деревьев в сильную засуху; 1 — фунты слабые; 2 —то же, прочные; 3 — крупный валун

 

По мере осушения почвы корневая система развивается. Корни деревьев прорастают все дальше и всасывают влагу из глубоких водоносных слоев.

 

Такое явление опасно для застройки на грунтах, обладающих способностью давать осадку при уменьшении влажности. В некоторых случаях это может привести к повреждениям здания по схеме, показанной на 6.3, е. Подобные явления зафиксированы в ряде городов мира. Сходные процессы наблюдаются при возведении зданий рядом с существующими. Если разрывы между старым и новым объектами невелики, то возможны просадки по схеме д.

 

При равномерной просадке на больших территориях необходима кардинальная перепланировка квартала, микрорайона или его части. Это связано с тем, что улицы ремонтируют довольно регулярно и здесь не так наглядны процессы осадки грунта. А вот на межуличных участках они выражены более ярко. Во время дождей атмосферные воды стекают к зданиям. Часть водных потоков с улиц и переулков попадает на жилые территории.

 

Основным средством ликвидации последствий осадок является изменение системы водоотвода с этих территорий, с подсыпкой наиболее низких мест. Не менее важен отвод воды от зданий. Эти мероприятия описаны ниже, при рассмотрении вопросов борьбы с затоплением.

 

Другое дело неравномерные просадки под фундаментами зданий. Они создают условия, когда нельзя дальше использовать естественные грунты в качестве оснований. Здесь нет гарантий, что здание в перспективе будет находиться в стабильном состоянии. Поэтому прежде чем восстанавливать фундаменты, проводят мероприятия по укреплению грунтов.

 

Искусственные основания устраивают различными способами. Коренные породы с кавернами и трещинами укрепляют, нагнетая в них растворы, а в крупные пустоты — бетоны. Осадочные грунты закрепляют путем электрохимического упрочнения,,обжига, смолизации и силикатизации.

 

Электрохимическое упрочнение (электроосмос) основано на физико-химических процессах, протекающих при пропускании через переувлажненный глинистый грунт электрического тока. Под его воздействием происходит необратимая коагуляция глинистых частиц и их закрепление. Кроме того, грунт осушается и, следовательно, уплотняется. Этот метод требует большого расхода электроэнергии. На 1 м3 нужно от 50 до 200 кВт-ч.

 

Обжиг грунта превращает его в камневидную массу обожженной породы. Обжиг применяют для закрепления лессовидных и пористых глинистых грунтов. Породу подвергают тепловой обработке путем нагнетания в скважину под давлением нагретого до 600—800° С воздуха или сжигания газообразного и жидкого топлива. В этом случае грунт обжигается в радиусе 1—1,5 м.

 

Обжиг —это энергоемкое мероприятие. Расход топлива составляет 100 кг на 1 м длины скважины.

 

Смолизация грунта заключается в его обработке синтетическими смолами, образующими прочные и стойкие кристаллические связи. Метод применяют для закрепления мелкозернистых грунтов при высоком уровне фунтовых вод. Закрепляющие компоненты (смолу и отвердитель) нагнетают в скважины под давлением до 1 МПа.

 

Силикатизацией упрочняют песчаные и пылевидные грунты. Метод заключается в нагнетании химических растворов, которые вступают в реакцию между собой или солями, содержащимися в породе. В результате такой реакции образуется гель кремниевой кислоты, закрепляющий частицы.

 

В фунты, содержащие соли кальция и магния менее 0,6 мг-экв, нафетают два раствора — силикат нафия NaSi02 и хлористого кальция СаС1 Если же Фунты содержат указанные соли более 0,6 мг-экв, то применяют однораствор-ную силикатизацию. Нагнетают жидкое стекло NaSi0 Давление, при котором нагнетают растворы, зависит от фильтрующей способности фунта. Чем ниже коэффициент фильтрации Кф, тем должно быть выше давление. При Кф меньше 0,1 м/сут применяют элекфосиликатизацию. Она отличается тем, что в процессе выполнения работ через грунт пропускают постоянный электрический ток. Он стимулирует перемещение раствора в массе породы. Ток подключают по принципу, изложенному для элекфоосмоса.

 

Цементацию грунтов применяют при крупнозернистой их структуре. Сущность метода заключается в инъекциях цементной суспензии, которая закрепляет частицы породы и этим увеличивает его прочность.

 

Зона закрепления вокруг скважины-инъектора зависит от фануломефиче-ского состава фунта. Радиус проникновения суспензии колеблется в пределах от 0,3 до 15 м. Чем мельче песок, тем меньше радиус укрепленного основания.

 

Прочность цементированного грунта вблизи скважины достигает 2— 3,5 МПа. По мере удаления от инъектора прочность убывает и в крайних слоях не превышает 0,8—1 МПа. Расход цемента составляет 20—40 % от объема закрепляемой породы.

 

Водовоздушный метод уплотнения грунтов оснований:

 

а —устройство цементно-грунтовых столбов диаметром 0,4—0,6 м (/ — насос, создающий давление 20—30 МПа; 2 — струя раствора со скоростью 100—150 м/с; 3— цементно-грунтовый столб); б — то же, диаметром до 2 м (/ — насос для подачи раствора под давлением 2—3 МПа; 2— то же, воздуха 0,7—1,7 МПа; 3 — то же, воды 40—60 МПа; 4 —струя раствора со скоростью 50—80 м/с; 5 — то же, воды со скоростью 350—500 м/с; 6 — то же, воздуха со скоростью более 330 м/с); в — устройство диафрагм толщиной 0,2 м (Z — насос для подачи раствора под давлением 2—3 МПа; 2 — то же, воздуха 0,7—1,0 МПа; 3 — то же, воды 40 МПа; 4 — струя раствора со скоростью 50 м/с; 5 — то же, воздуха со скоростью более 330 м/с; 6 — то же, воды со скоростью 350—400 м/с; 7—цементно-грунтовая стена)

 

В последнее время стали применять установки для укрепления грунтов методом «ССР method». Он основан на подаче под очень большим давлением, от 25 до 60 МПа, воздуха и цементной жидкости или раствора, а иногда и воды, поэтому назван методом водовоздушной струи. Использование в процессе воздуха и воды способствует активному разрыхлению породы, что обеспечивает лучшее проникновение цементного геля в ее толщу.

 

Этот метод позволяет укреплять грунты, создавать жесткие столбы диаметром от 0,8 до 2 м. Для столбов диаметром до 0,6 м применяют однотрубные системы ( 6.4, а). Цементную жидкость или раствор смешивают с воздухом и выбрасывают в виде пульпы через сопло с большой скоростью. При этом струе придают вращательное движение.

 

Под действием такой струи наносные породы разрыхляются в такой степени, что цемент проникает в их толщу, смешиваясь с частицами грунта. Если порода имеет крупнозернистую структуру, то достаточно подать цементную жидкость, но в мелкозернистых грунтах необходимо добавление песка, т. е. подача раствора.

 

Последовательность закрепления грунта по высоте обеспечивают обрат-нопоступательным вертикальным движением трубы с соплом. При этом скоростью движения задаются в зависимости от строения пород.

 

Для закрепления грунтов и создания столбов диаметром до 2 м применяют трехтрубную систему ( 6.4, б). В ней воздух, воду и раствор подают отдельно. Высокоскоростная струя раствора в окружении воздуха обеспечивает стабилизацию грунта на расстоянии до 1 м от сопла. Трехтрубные системы применяют и для устройства тонких стенок-диафрагм ( 6.4, в).

 

Во всех случаях возможно глубокое закрепление пород, порядка 15—20 м от поверхности земли.

 

Прочность укрепленных столбов зависит от природы и состава пород. Чем больше водопроницаемость, тем выше прочность столба. Она может достигать 6—7 МПа в крупнозернистых песках и падать до 0,15—0,25 МПа в илистых и глинистых грунтах.

 

Усиление ленточных и столбчатых фундаментов:

 

а—расширение площади опоры ленточного фундамента приливами; б—то же, с передачей нагрузки на рандбалки; в —то же, с усилением кладки и устройством контрфорсов; г — переустройство столбчатых фундаментов; 1 — кирпичная кладка стен; 2 — железобетонная обойма; 3— анкеры; 4— рандбалка; 5-—опорные балки; 6 — продольная балка; 7—контрфорс; 8—раствор заделки трещин; 9 — столб фундамента; 10 — балка-диафрагма; 11 — арматурный каркас; 12— опорное уширение диафрагмы

 

Усиление фундаментов зданий, расположенных на претерпевших деформацию основаниях, необходимо для восстановления монолитности и первоначальной прочности конструкций. Действенным средством омоноличивания стен ленточных фундаментов является заключение их в железобетонные обоймы-рубашки ( 6.5, а, б). Их важно включить в совместную работу со старыми фундаментами. Для этого противоположные стенки обойм крепят между собой анкерами из арматурной стали или швеллерных и двутавровых балок.

 

Одновременно с устройством рубашек восстанавливают выветрившуюся кладку старых фундаментов. В трещины и пустоты инъектируют цементный раствор. При обнаружении повреждений в нижних банкетах прибегают к их усилению продольными железобетонными балками. При необходимости это позволяет увеличить и площадь опоры на основание. Для улучшения передачи нагрузки на эти балки часто устанавливают поперечные контрфорсы ( 6.5, в).

 

В местах значительных деформаций зданий столбчатые фундаменты часто превращают в ленточные. Между столбами возводят железобетонную стенку, как показано на 6.5, г. Ее сопрягают с существующими столбами, хомутами или анкерами. Если в старых конструкциях обнаружены следы выветривания или трещины, то их одевают в железобетонные обоймы.

 

Pис. Разгрузка фундаментов на выносные опоры:

 

а—со сваями, расположенными с одной стороны; 6—то же, с двух сторон; 1—балка-подвеска; 2— опорная балка; 3 — существующий фундамент; 4 — рандбалка; 5 — дефектная кладка; 6 — новая часть фундамента; 7— свая, работающая на сжатие; 8 — то же, на выдергивание; 9 — разгрузочная балка

 

В тех случаях, когда грунты оснований не в состоянии в полной мере воспринимать нагрузки от фундаментов, устраивают выносные сваи. Их выполняют висячими или опирают на залегающие глубоко твердые геологические породы, но во всех случаях эти сваи не забивают. Во избежание разрушения зданий от вибрации применяют метод вдавливания или описанный выше — водовоздушной струи.

 

Оголовки свай объединяют ростверком. Обеспечивают надежное сопряжение с существующим фундаментом. Для этого в специальные штрабы устанавливают рандбалки или закладывают жесткие обвязочные пояса ( 6. .

 

Фундаменты усиливают не только при нарушенных грунтах оснований. Такое мероприятие необходимо при увеличении нагрузки от здания. Обычно это связано со сменой деревянных перекрытий на более тяжелые железобетонные, но чаще — с надстройками, особенно если вновь возводимые этажи опирают на существующие стены.

 

В деформированных из-за неравномерных осадок зданиях важно восстановить пространственную жесткость несущей коробки. При потере устойчивости стен и их отклонении от вертикали прибегают к устройству обвязочных поясов. Эти пояса рассчитывают на растягивающие усилия. Для сокращения трудоемкости работ применяют прокатную сталь. Пояса устанавливают вертикально или горизонтально.

 

Пояса, усиливающие стеновой остов здания:

 

а — накладные вертикальные; б—то же, горизонтальные; 1 — стойка; 2 — тяж; 3 — накладка; 4 — стержень-затяжка; 5 — уголок; 6 — затяжная муфта; 7—два взаимно перпендикулярных отверстия для рычага; 8 — костыли с шагом 0,7 м

 

Первый тип, показанный на 6.7, а, состоит из вертикальных швеллеров и тяжей из круглой стали. Швеллера накладывают на стены или утапливают в штрабы. Тяжи прокладывают в толще перекрытий. Нижний ряд устанавливают на уровне перекрытия над подвалом или обреза стен у фундаментов. Для включения в работу эти тяжи напрягают. Затягивают резьбовые соединения (деталь А).

 

Атмосферные осадки не только являются причиной преждевременного износа наземных частей зданий. За счет инфильтрации в грунты они еще и подпитывают водоносные пласты пород, особенно верхние, поскольку формируют верховодку. Обильными осадками затапливаются территории города, если не организован или нарушен отвод поверхностных вод.

 

Схема притока грунтовых вод в вертикальные дрены совершенного (а) и несовершенного (б) типов:

 

Атмосферные и подземные воды оказывают существенное влияние на стабильность зданий и долговечность застройки, Гидрогеологические процессы создают угрозу разрушения из-за активизации оползневых и карстово-суф-фозионных подвижек земной коры. Подтопление грунтовыми водами, особенно агрессивными, наносит урон подземным частям домов, создают условия, когда их эксплуатация становится невозможной.

 

На участках зеленых насаждений норма не такая жесткая. Для корневой системы деревьев нужно 1—1,5 м сухой почвы и водоносный слой может быть расположен на этой глубине от поверхности земли.

 

Защита от подтопления необходима, если первый от поверхности водоносный горизонт поднимается до глубины менее чем на 3 м.При этом существует нормативная градация, в соответствии с которой под полом подвала неподтопленного здания вода должна находиться на глубине более 1 м от отметки пола.

 

Поскольку дно дрены лежит на этом слое, грунтовые воды поступают через боковые стенки. В дренах несовершенного типа дно расположено выше водоупора, воды поступают не только сбоку, но и через дно. При откачке воды из колодцев со скоростью, превышающей ее приток из грунта в прилегающем пространстве, УГВ понижается. Вокруг образуется видная на рисунке депрес-сионная воронка. Грунт в ее пределах осушается.

 

1 — уровень грунтовых вод; 2 — кривая депрессии; 3 — водоносный слой; 4 —водоупор

 

Вертикальные дрены — одна из разновидностей водовсасывающих устройств. В практике часто применяют горизонтальные дренажные системы. Дрены совмещают с магистралью, транспортирующей откаченную воду. Их делают в виде лотков или перфорированных труб с обсыпкой крупнозернистым материалом ( 6. .

 

К защите от подтопления прибегают, когда на территории имеет место стабильно высокий уровень грунтовых вод (УГВ). Его понижают при помощи дренажных систем. Они могут иметь дрены совершенного и несовершенного типа. Совершенные погружают до водоупора, т. е. слоя, не пропускающего воду ( 6.8, а).

 

На рисунке показаны вертикальные дрены, устанавливаемые на определенных расстояниях и объединенные общим трубопроводом. Шаг дрен назначают расчетом, в зависимости от глубины их погружения, коэффициента фильтрации и других характеристик пород. Обеспечивают, чтобы депрессионные воронки перекрывали друг друга и плоскости пересечения находились на высоте требуемого уровня понижения водоносного горизонта.

 

Дрены заглубляют в водоносный пласт и укладывают с уклоном, обеспечивающим самотечное движение воды к водоприемнику. Примером такого дренажа является система, показанная на 6.10, а. На этом рисунке дрена уложена параллельно водопроводящим инженерным системам. Она гарантирует от потенциального подтопления жидкостью из неисправных трубопроводов. Здесь дренаж уложен значительно ниже их, но иногда практикуют его размещение рядом с этими трубопроводами.

 

Таким же образом понижают УГВ и у зданий, подверженных подтоплению из-за подъема воды в открытом водоеме ( 6.10, б) или создающих барражный эффект (см. 3.3, в). Аналогичные системы горизонтального и вертикального дренажа устраивают при подъеме УГВ, возникающего из-за засыпки болот и других техногенных действий, в результате которых замедляется эффект испарения влаги из грунтов (см. 3.3, а).

 

a — горизонтальная, сопровождающая водолроводяшие инженерные коммуникации; 6 — вертикальная, перехватывающая воду и осушающая подземную часть зданий, подтопляемых из-за подъема воды в открытом водоеме; 1— подземные коммуникации; 2 — депрессионная кривая; 3 — горизонтальный дренаж; 4 — тоже, вертикальный; 5 — колодец дренажной системы; 6 — открытый водоем

 

Конструкция дрен закрытого типа

 

6.1 Дренажные системы:

 

а—ленточный дренаж; б — то же, площадочный; 1 — решетчатое крепление стенки траншеи; 2 — песчаная подушка; 3 — то же, гравийная; 4— трубчатая дрена; 5 — бетонный экран; 6 — отмостка; 7—существующий фундамент; 8—гидроизоляционная конструкция (см. 6Л2, б, в); 9 — труба слива в водосток или канализацию; 10 — сливной приямок; 11 — гравийная дрена; 12—дренирующий слой

 

Ленточные дренажи прокладывают по внешнему периметру стен подвала. На уровне подошвы фундамента размещают перфорированную трубу-дрену. Ее уклон назначают в сторону водосброса. Трубу обсыпают материалами, обладающими фильтрационными свойствами ( 6.11, а). Они способствуют водосбору и предохраняют от засорения перфорационных отверстий частицами мелкого грунта.

 

6.1 Водопонижающие устройства, применяемые при ремонте;

 

Пластовым дренажем отводят воды непосредственно из-под здания. Система состоит из дренажного слоя, укладываемого под полы подвала. Он сообщается с наружной водоотводящей дреной. В условиях старой застройки пластовые дренажи имеют специфические особенности. Здесь редко отсыпают сплошной дренирующий слой. Его подменяют системой параллельных дрен, объединенных поперечной ( 6.11, б). В устье этой дрены делают приямок для сбора воды. Ее потом сбрасывают в сети водоудаления с территории.

 

К ним прибегают, когда хотят обеспечить защиту от подтопления одного здания. Тогда устраивают горизонтальный ленточный или пластовый дренаж.

 

Кроме того, откачка воды из слабых грунтов чревата вымыванием мелких частиц грунта, это может привести к ослаблению оснований и просадке фундаментов. Для уменьшения этого эффекта дрены иногда относят на значительное расстояние, до 50 м от стен, но не меньше двух глубин погружения этих дрен. В этом случае дренируют уже не локальный пласт, а территорию значительной площади, превращая систему в регулярный дренаж.

 

Такой дренаж перехватывает подземные воды, поступающие от места питания водоносного слоя, и зона действия системы невелика. Поэтому дрены стараются проложить поперек движения воды.

 

Мониторинг дренажных систем с систематическим их осмотром необходим и при эксплуатации. Особенно сложно техническое обслуживание закрытых горизонтальных систем.В этом заключается их отличие от вертикальных дрен, которые легко втащить из колодца, промыть и даже заменить.

 

Локальные дренажи —до определенного предела эффективный, хотя и дорогой способ защиты от затопления подвалов. Однако при их устройстве возникает проблема сброса воды из дрен. Наиболее проста система самотечного транспорта непосредственно в ливневую сеть. Это возможно, если уровень ее заложения позволяет применить такое решение. В противном случае приходится создавать станции перекачки и устанавливать постоянно действующие насосы. От их бесперебойной работы зависит функционирование всей дренажной системы, поэтому необходима организация службы технического обслуживания. Система оказывается не устойчивой, поскольку перебои в откачке воды немедленно приведут к затоплению подвалов.

 

Дефекты водопонижающих устройств не всегда связаны с уменьшением водозахватывающего эффекта дренажей. Разрушаются трубы и колодцы. Показателем этого явления служит беспрерывное поступление грунта в систему. Выходят из строя и насосы, отсасывающие воду из пород. Требуется ремонт, а иногда и замена. Поэтому дренажные системы обслуживают в строгом соответствии с правилами технической эксплуатации напорной канализации.

 

В условиях старой застройки такой радикальный метод требует тщательного обследования оснований и фундаментов зданий, попадающих в зону водопо-нижения. В градостроительной практике нередки случаи, когда проведенное без должного обоснования понижение УГВ вызывает деформации несущих конструкций домов, например, связанные с быстрым загниванием оголовков ранее находившихся под защитой воды деревянных свай.

 

Горизонтальные дрены с фильтрационной обсыпкой обладают малой ремонтопригодностью. Для очистки заиленной обсыпки применяют воздушную прочистку. Пленку, обволакивающую фильтр или затянувший его ил, разрушают струей воздуха под большим давлением. Однако такая мера не всегда результативна. Часто приходится копать глубокие траншеи или вскрывать полы подвалов, оголяя обсыпку.

 

6.1 Гидроизоляция стен подвала:

 

Гидроизоляционные покрытия являются сугубо локальным и традиционным устройством защиты подвалов зданий от грунтовых вод. Их используют веками. Следы обмазки естественными смолами находят на фундаментах зданий, построенных 200 лет и более назад. Ею наши предки снаружи защищали подземные конструкции от разрушения под действием подземных вод. Ремонт такой гидроизоляции малоэффективен. При постоянном увлажнении поверхностей, а тем более притоке воды, новые слои изоляции плохо приклеиваются к старым покрытиям. Трудно решается примыкание горизон тального ковра к вертикальному, поскольку их разделяет фундамент. Поэтому новую изоляцию обычно выполняют со стороны подвала.

 

Если стабильный УГВ расположен ниже полов подвала, то изоляцию, которая предназначена для предохранения от верховодки, выполняют облегченной. На поверхность наносят за два раза мастику так называемой окрасочной изоляции ( 6.12, а). Иногда применяют оштукатуривание цементными растворами с гидрофобными добавками. Для отвода от стен поверхностных вод устраивают увеличенные по ширине отмостки с уклоном от здания.

 

В последнее время разработаны методы, являющиеся альтернативой изложенным. Промышленность освоила выпуск высокоэффективных мастик-растворов на базе полимеров, обладающих высокими гидроизоляционными свойствами. Их инъекция в толщу материала стен получила широкое распространение в промышленно развитых странах. Надежность такой гидроизоляции обеспечивается вспучиванием состава в порах. За счет этого заполняются все пустоты в теле стен.

 

а — при уровне грунтовых вод ниже пола подвала; б — то же, выше; в — фрагмент армирования прижимной плиты при уровне грунтовых вод более чем на 0,8 м выше пола подвала; 1 — отмостка; 2 — штукатурка; 3 — обмазочная гидроизоляция; 4— защитно-прижимная стенка; 5 — конструкция старого цементного пола; 6 — то же, нового; 7—штыри через 0,3—0,5 м; 8 — многослойная оклеечная гидроизоляция; 9 — бетонный или железобетонный прижимной лист; 10 — арматура

 

С одной стороны, нужно обеспечить сток воды с этих участков на улицы, отметки проезжей части которых фиксированы и, как правило, выше, чем во дворах. С другой — возможности вертикальной планировки межмагистральных территорий весьма ограничены. Толщина подсыпки связана отметками отмо-сток зданий и порогов входных дверей в лестничные клетки.

 

Окрасочные и штукатурные изоляционные покрытия ненадежны, поэтому, если уровень грунтовых вод находится выше подвала, применяют многослойные изоляционные ковры. Их наклеивают на стены и основания полов. Во избежание отрыва гидростатическим давлением их сверху прижимают защитной конструкцией из бетона, как показано на 6.12, б. Ее толщину принимают в зависимости от уровня воды в пристенном грунте. Когда уровень выше уровня пола на 0,8 м и более, прижимную конструкцию армируют. Сетки укладывают, как показано на 6.12, в.

 

Отвод поверхностных вод вертикальной планировкой на застроенных территориях имеет свою специфику. Такая планировка в условиях плотной застройки весьма сложна. Здесь необходимым условием является высотная увязка проектных отметок дворовых участков по двум направлениям.

 

6.1 Схема высотного решения систем, отводящих атмосферные осадки на реконструируемой территории значительной площади:

 

Срезка также ограничена, поскольку уклоны должны обеспечить сброс воды на улицы. Кроме того, отметки дневной поверхности можно понизить до предела, исключающего промерзание подошвы фундаментов и сохраняемых подземных коммуникаций.

 

1 — места во дворе, где скапливалась дождевая вода

 

а — существующее положение; б — направление генеральных стоков; в — реконструкция (пунктиром показана ливневая канализация)

 

6.1 Отвод воды с дворовых территорий (по А.А. Архангельскому):

 

6.1 Отвод воды с межмагистральной просевшей территории методом вертикальной планировки (по А.А. Архангельскому):

 

Вертикальную планировку на больших территориях реконструируют, когда радикально преобразовывают планировочную структуру и укрупняют кварталы. Изменяют сеть переулков и дворовых проездов, по которым ранее отводили поверхностные воды.

 

Наиболее сложна вертикальная планировка территорий, которые по отношению к улицам находятся в низине или имеют глубокую ложбину. В этом случае обычно применяют прием, показанный на 6.1 Устраивают открытые или закрытые водосточные системы. Не менее сложны решения на территориях с генеральным уклоном, не совпадающим с направлением сохраняемых проездов. Здесь также приходится прибегать к устройству регулярных водосточных систем, даже подземных.

 

а — в застройке 1950-х годов (фрагмент); б—то же, застройке начала XX в.; У — места во дворах, где скапливалась дождевая вода; 2 — входы в секции, где подняты пороги дверей

 

Отвод воды из дворовых пространств, по всей площади просевших из-за малоактивных суффозионных процессов, довольно сложен. Требуется тонкая вертикальная планировка с подсыпкой только в строго определенных местах. В примере, показанном на 6.14, она была облегчена, поскольку дома застройки 30-х годов имеют у входов в секции наружные лестницы на 3—4 ступени. Отвод воды удалось обеспечить поднятием отметок проездов и проходов с жестким покрытием в среднем на 0,3 м.Газоны потребовали местной подсыпки растительным слоем грунта.

 

На территориях с водоразделом в виде холма или гряды решения просты. Здесь ликвидация улиц не оказывает существенного влияния на водоотвод. Воду можно убрать по сохраняемой сети лотков на месте бывших проездов и сбросить на омывающие застройку улицы.

 

На 6.15, а показан пример вертикального решения, обеспечивающего отвод воды из двора через арку путем упорядочения ее стока, частичной срезки покрытия лотка и тротуара на перекрестке. В арке созданы минимальные уклоны, что позволило не только предотвратить попадание воды с улицы, но сбросить ее с внутренних проездов. Такое локальное решение часто может быть эффективным.

 

В практике реконструкции часто встречаются дворовые участки, имеющие порочную систему стока дождевых вод. Применяют несколько приемов. Они зависят от причин, как правило, связанных с геологическими процессами и техногенной деятельностью горожан.

 

Вертикальной планировкой отвод воды из внутренних дворов обеспечен созданием желоба по оси арочных проездов. В результате только у двух подъездов, на рисунке отмеченных индексом 2, вынужденно приподняты отметки порогов. Такое решение оказалось возможным, поскольку в домах дореволюционной постройки дверные проемы имеют высоту, превышающую 2,2 м, и ее уменьшение не противоречит нормам.

 

Другой причиной недостаточно эффективного отвода воды и даже затекания ее с улиц, окружающих квартал, является многократный ремонт их проезжей части. Как правило, эти улицы ремонтируют путем укладки нового асфальтового покрытия на поврежденный старый слой. При этом последний не срезают и на некоторых улицах такой «культурный слой» достигает значительной толщины, вплоть до 1,5 м. В этих случаях вертикальную планировку решают путем изменения поперечного профиля улицы, увеличения поперечных уклонов. Используют то обстоятельство, что ремонтники, нанося новый асфальт, незначительно изменяют отметки лотков.

 

Еще один пример иллюстрирует 6 .15, б. В замкнутых дворах застройки начала XX в. вода стояла во многих местах. Более того, за счет подъема при ремонте «культурного слоя» она притекала к входам в лестничные клетки.

 



Фундаменты на проса дочных грунтах. Кровли из асбестоцементаых плоских и волнистых листов. Кровли из мягких материалов. Крыши бань и саун. Легированные стали и твердые сплавы. Малярные работы. Материалы и изделия из горных пород.

 

Главная  Свойства 



0.0041