Способы понижения уровня вод, содержащихся в грунте

Высокий уровень грунтовых вод (или УГВ) может принести немало хлопот как во время строительства, так и представлять опасность для уже готовых строений.

Схема залегания подземных вод.

Обязательно нужно произвести понижение уровня грунтовых вод в саду и городе, поскольку участок станет заболоченным и непригодным для выращивания культурных растений. При залегании уровня грунтовых вод в полуметре от поверхности грунта в обязательном порядке нужно организовать искусственный водоотвод на участке. Для решения данной задачи существует много способов.

Применение труб и траншей

Схема залегания и движения грунтовых вод.

Снижение уровня грунтовых вод можно достичь при помощи дренажной системы. В этом случае применяют известный в гидродинамике способ. При укладке коллектора из перфорированных труб на заданной глубине заводненного грунта водный слой всасывается трубой путем образования вогнутой воронки в поперечном сечении трубы. Таким образом, получается осушенная зона грунта на участке. Можно применять специальные гончарные трубы с отверстиями или асбестоцементные. В асбестоцементных трубах необходимо создать поперечные пропилы, ширина которых составит 1-2 мм, а длина – 3-5 см с выдержкой шага в 20-25 см. Пропилы можно сделать при помощи дрели и электролобзика. Для начала дрелью с маленьким сверлом высверливаются отверстия, в которые потом можно будет пройти полотном от электролобзика.

Самый дешевый способ снизить уровень воды – выкопать по всему участку или вокруг дома траншеи с уклоном грунта в направлении водосброса. Уклон позволит воде естественным способом уходить с участка. В середину траншей стоит плотно уложить вязанки хвороста, обмазанные пластичной глиной. Но лучше траншею засыпать крупным строительным мусором, битым кирпичом, бетоном, крупными камнями.

Водосборные пруды и бассейны

Понизить уровень грунтовых вод можно посредством создания прудов в центре или по краям участка в зависимости от рельефа местности. Этот способ требует минимального вложения средств, но для повышения эффекта, нужно создать комплекс прудов в сочетании с дополнительными водосборными бассейнами. При наличии лишней влаги у основания дома или в погребе правильно бассейн-водосборник сделать в палисаднике. Организовывать его целесообразнее вблизи подвала, чтобы быстро снизить уровень грунтовых и осадочных вод, а также отвести их от фундаментной части строений. Форма бассейна может быть различной. Накопление грунтовых вод производится через дренажный колодец. Уровень собранной воды регулируется путем установки трубы с боковой части пруда, которая ведет в овраг или канаву.

Схема донного водоспуска.

Для самотека воды трубу нужно уложить с небольшим понижением – уклоном в сторону оврага. В этом случае лучше использовать ПВХ трубу с большим диаметром, так как через нее будет проходить больший объем воды и она будет меньше забиваться. Но, чтобы защититься от значительного количества опавших листьев и другого мусора, который может засорить трубу, в основании трубы (со стороны пруда) можно прикрепить металлическую сетку с небольшой ячейкой или попросту одеть дуршлаг. Дно пруда необходимо устелить бетонными плитами. Для удешевления мероприятия можно использовать глину. Размятую с водой глину укладывают слоем в 15 см и тщательно утрамбовывают. После высыхания первого слоя повторяют процедуру дважды. Края бассейна тоже необходимо укрепить глиной с расчетом 15-20 см от края уровня воды. На верхний слой глины засыпают щебень и утрамбовывают его. Последний слой состоит из мелкого гравия или песка толщиной 5-8 см.

Подбор методов водоотлива и снижения уровня грунтовых вод реализуется в основном исходя из учета состава грунта и насыщенности притока грунтовых вод. При возведении подземной части строения при водонасыщенных грун­тах применяют открытое водопонижение. Этот способ прост и эко­номичен, но он эффективен в грунтах, где приток воды составляет меньше 10-12 м³ /ч. Откачка грунтовых вод производится насосом из водосборников размером 1×1 м. Для быстроты применения водосборником может являться обычная выкопанная яма, а для повышения надежности им должна быть резервная насосная система. Минусом в этой системе является то, что в мелкозернистых грунтах открытый водоотвод приведет к осыпанию откосов траншей и котлована, а также к разрыхлению почвы в основании зданий.

Водопонижение иглофильтрами

Схема эжекторного иглофильтра.

Снижения уровня грунтовых вод можно добиться при помощи иглофильтровых установок, состоящих из металлических труб с фильтрующим блоком в нижней части конструкции, электродвигателя, самовсасывающего вихревого насоса и водосборного коллектора. Установка иглофильтра заключается в погружении металлических труб в грунт участка вдоль траншеи или по периметру котлована. Фильтрующий блок состоит из внутренней цельной и наружной перфорированной трубы. Нижняя часть наружной трубы имеет наконечник из шаровых и кольцевых клапанов. На поверхности грунта иглофильтры прикрепляют к водосборному коллектору, а затем к насосной установке. Иглофильтры устанавливают в землю гидравлическим погружением, путем подачи в него воды под давлением в 0,3 МПа. Выходя под давлением из наконечника фильтрующего блока, напор воды размывает почву вокруг себя и позволяет погрузить иглофильтр вглубь.

Применение иглофильтров очень эффективно в песчано-гравистых грунтах. При использовании одного яруса иглофильтров можно снизить уровень грунтовых вод до 5 м. Для увеличения уровня осушения почвы стоит применять многоярусную систему. Также иглофильтры можно погружать в грунт путем бурения скважин спецтехникой. Для повышения надежности установки можно сделать резервную систему насосов.

Вакуумный способ понижения грунтовых вод

Схема ленточного вакуум-фильтра.

Там, где нельзя использовать иглофильтровые установки (в сложных гидрогеологических условиях), избыток УГВ понижаем при помощи вакуумного метода, используя вакуумную установку. Данная методика широко применяется на мелкозернистых грунтах, таких как супеси, пески, лессовая и илистая почва с коэффициентом фильт­рации 0,05-2 м/сут. Водопонижение осуществляется путем образования вакуума в области эжекторного иглофильтра.

Блок фильтра эжекторного иглофильтра устроен по принципу обычного иглофильтра, а надфильтровый блок образован внутренней и наружной трубой с эжекторной насадкой. Принцип работы заключается в подаче под давлением в 750-800 кПа рабочей воды в кольцевой промежуток между наружной и внутренней трубой, далее вода поступает через эжекторную насадку вверх по внутренней трубе. Вследствие резкого изменения скорости хода рабочей воды, в насадке образуется пониженное давление, и таким образом осуществляется всасывание грунтовых вод. Затем изъятая вода вместе с рабочей поступает в циркуляционный бак. Далее низконапорные насосы откачивают избыток воды за территорию участка. Для экономии средств можно организовать самотек воды из бака при помощи трубы, уложенной с уклоном. Вакуумным методом можно добиться водопонижения до 20-22 м.

Применение электроосмоса

Метод электроосмоса используют для расширения зоны, где применяются иглофильтровые установки, в грунтах с коэффициентом фильтрации меньше 0,05 м/сут. При этом методе вместе с иглофильтрами в почву погружают металлические трубы или пруты. Рас­стояние между иглофильтром и трубой должно быть не менее 0,5-1 м. Иглофильтр подключается к отрицательно­му контакту (катод), а трубы или стержни – к положительному контакту постоянного источника тока (анод).

Электроды размещаются в шахматном порядке – друг напротив друга. При этом важно выдерживать одинаковое расстояние (шаг) между анодами (трубами) и катодами (иглофильтрами) в одном ряду. Для эффективной работы системы шаг должен быть 0,75-1,5 м. Катоды и аноды необходимо расположить на одной глубине, на 3 м ниже нужного уровня водопонижения.

Источником постоянного тока могут выступать передвижные преобразователи или свароч­ные аппараты. Мощность гене­ратора рассчитывают следующим образом: на 1 м² пло­щади электроосмотической завесы нужно на­пряжение 30-60 В, а сила тока 0,5-1 А. Под воздействием постоянного тока содер­жащаяся в порах грунта вода перемещается от анода к катоду, то есть от трубы к иглофильтру. Вследствие этого коэффициент фильтрации грунта возрастает в 5-25 раз.

Снижение уровня грунтовых вод не только увеличит срок эксплуатации строения, но и положительно повлияет на здоровье людей, поскольку процент сырости будет минимальным.