Разработка и научное обоснование новых конструктивных схем закрытого дренажа фундаментов зданий и сооружений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дренажная система подвального этажа МКЦ находится в условиях значительного заглубления подвала (днище подвала заглублено на 8,0-10,0 м) и высокого стояния грунтовых вод (глубина грунтовых вод относительно днища подвала изменяется от 3,80 до 6,90 м).

В настоящее время здание МКЦ находится в заключительной стадии строительства (рисунок 1). Оно расположено в центральной части города Ростов-на-Дону в восточной части квартала, ограниченного с севера ул. Суворова, с юга - ул. Б. Садовая, с востока - пер. Крепостной, с запада примыкает к существующему зданию гостиницы «Интурист», с юга здание МКЦ примыкает к памятнику архитектуры и истории федерального значения (бывший дом Мартыновых), который в настоящее время также реставрируется.

Рисунок 2. Конструкции комбинированного дренажа: I вариант: 1 - горизонтальный кольцевой дренаж с трубчатой дреной диаметром 200 мм и гравийной обсыпкой 500Ч500 мм, обернутой геотекстилем; 2 - вертикальные собиратели грунтовых вод из перфорированных пластмассовых труб диаметром 100 мм через 1,4 м, обернутых геотекстилем; 3 - пластовый дренаж под днищем подвала с фильтрующей обсыпкой из щебня толщиной 200-500 мм; 4 - приямок для приема дренажных вод; 5 - засыпка крупнозернистым песком Кф ? 5 м/сут.; 6, 7 - гидроизоляция стен и днища подвала из двух слоев стеклорубероида; 8 - сваи; 9 - шпунтовая стенка; II вариант: 2 - сплошная перегородка, прикрепленная к шпунтовой стенке; 3 - дренажной слой из стекломатов толщиной 50 мм

На рисунке 2 представлен I вариант комбинированного защитного дренажа, включающего кольцевой горизонтальный дренаж с вертикальными собирателями, совмещенный с пластовым дренажем под фундаментной плитой, и II вариант, дополнительно включающий дренажный слой из стекломатов.

Более подробно рассмотрим I вариант комбинированного дренажа, который состоит из горизонтального кольцевого дренажа, вертикальных собирателей грунтовых вод и пластового дренажа под днищем подвала.

К горизонтальным дренам через расстояние 1,4 м подсоединяются вертикальные перфорированные пластмассовые трубы диаметром 100 мм, обернутые защитно-фильтрующим материалом, которые служат для свободного отвода грунтовых вод сверху вниз к горизонтальным дренам.

Высота труб вертикальных собирателей принимается из расчета их работы при высоком стоянии УГВ в пределах 6,0-8,5 м.

Особенность расчета комбинированного дренажа заключается в дополнительном притоке грунтовых вод в вертикальные собиратели, которые можно считать совершенными скважинами с односторонним притоком.

С учетом вышеизложенного односторонний приток грунтовых вод к вертикальному собирателю можно найти по формуле:

Было изучено влияние вертикальных собирателей грунтовых вод на приток грунтовых вод к комбинированному дренажу, которое проводилось на фрагментах плановых моделей с расположением вертикальных собирателей через 1,4; 2,8; 4,2 м. Установлено, что за счет применения вертикальных собирателей эффективность работы комбинированного дренажа повышается более чем на 30 %.

Сравнивая расчетный дренажный расход с расходом, полученным методом ЭГДА, и с данными натурных наблюдений с уже действующего дренажа подвала МКЦ, установлено, что расход притока грунтовых вод находится в пределах 340-415 м³/сут. (или 4,0-4,8 л/с). При этом вертикальные собиратели устраиваются через 2,8 м.

Для эффективности работы дренажа важно плановое размещение дренажа и схема отвода дренажных вод (рисунок 3). При более частом расположении собирателей (с общим количеством 250) расход в дренажную систему увеличится до 559,21 м³/сут. или до 6,5 л/с.

На строящемся комплексе при проведении натурных обследований объекта установлено, что дренаж работает, водосборный колодец (рисунок 4) заполняется дренажной водой, и она периодически откачивается в городскую ливневую канализацию.

Для повышения эффективности работы дренажа нами предлагается к построенной дренажной системе применить принудительную откачку воды из вертикальных собирателей 2 насосом 10 (рисунок 5).

Применение принудительной откачки обеспечит быстрый отвод воды и понижение в нужный момент депрессионной кривой в период высокого стояния уровня грунтовых вод.

Рисунок 3. Схема устройства дренажа подвального этажа: 1 - комбинированный дренаж (горизонтальные дренажные трубы с вертикальными собирателями через 1,4 м); 2 - горизонтальный дренаж; 3 - сплошной пластовый дренаж под днищем подвала; 4 - смотровые дренажные колодцы; 5 - основной водосборный колодец; 6 - резервный водосборный колодец; 7 - насос перекачки; 8 - резервный насос; 9 - ливневая канализация

Рисунок 4. Основной водосборный дренажный колодец

Рисунок 5. Конструкция комбинированного дренажа, совмещенного с пластовым дренажем с принудительной откачкой воды из вертикальных собирателей: 1 - горизонтальный кольцевой дренаж; 2 - вертикальные собиратели; 3 - пластовый дренаж; 4 - приямок; 5 - стеклорубероид; 6 - стена; 7 - днище подвала; 8 - сваи; 9 - шпунтовая стенка; 10 - насос

Наблюдения за работой дренажа продолжаются. В начале весны в пределах строящегося здания были проведены отборы проб грунта, проводится их обработка, также будут продолжены наблюдения за дренажным расходом путем замеров наполнения и откачки воды из водосборного дренажного колодца.

Выводы

На основании натурных исследований, в условиях подпора грунтовыми водами предложены следующие технические решения:

- для защиты подвального этажа здания от подтопления грунтовыми водами внедрена конструкция комбинированного дренажа, включающего кольцевой горизонтальный дренаж и вертикальные собиратели грунтовых вод, совмещенного с пластовым дренажем;

- пластовый дренаж под днищем подвала устроен в виде сплошной фильтрующей постели из щебня размером 1-3 см с расчетным уклоном к горизонтальным кольцевым дренам ;