Технология строительства закрытых трубчатых дренажей. Состав строительных операций, применяемые машины.
Технология подготовки основания для дамбы и укладки грунта в тело дамбы. Строительные операции и применяемые машины
Дамба – линейно протяженная профильная (качественная) насыпь.
Рисунок – схема поперечного сечения
— удаляют растительный слой грунта, залегающий в основании насыпи, который служит причиной неравномерной осадки сооружения, появления очагов фильтрации бульдозерами, скреперами, грейдерами;
— производят рыхление грунта в основании под насыпями прицепными рыхлителями, тракторными плугами;
— уплотняют грунт в основании под насыпями прицепными катками, трамбующими машинами.
— выполняют вскрышные работы в резервах и выемках бульдозерами, скреперами, грейдерами;
— разрабатывают грунт в резервах и выемках и перемещают в тело дамб бульдозерами, прицепными скреперами, экскаваторами;
— разравнивают послойно отсыпанный грунт бульдозерами, прицепными грейдерами;
— доувлажняют грунт до оптимальной влажности поливочно-моечными машинам, автоцистернами;
— уплотняют грунт послойно прицепными катками, трамбующими машинами;
— планируют откосы и верх насыпи прицепными грейдерами, экскаваторами с планирующим ковшом;
— обратная засыпка резервов ранее снятым растительным грунтом и разравнивание его прицепными грейдерами, бульдозерами.
Рисунок – Схемы операций при укладке грунта в тело плотины
Технология строительства закрытых трубчатых дренажей. Состав строительных операций, применяемые машины.
Назначение дренажа – понижение уровня грунтовых вод. Преимущества перед открытым: обеспечивает интенсивное осушение, не создает помех механизмам, занимает меньшую площадь, действует длительное время. Недостатки: высокая трудоемкость и стоимость.
Применяют трубки из различных материалов: гончарные, полимерные, асбестоцементные, бетонные, деревянные. Стыки для защиты от заиления обкладывают стекловатой, стеклотканью, мохом.
Состав операций при траншейном способе строительства:
— геодезическая разбивка трассы;
— выравнивание полосы по трассе коллекторов и дрен бульдозерами;
— транспортировка и распределение материалов по трассе
— копание траншеи многоковшовыми экскаваторами;
— укладка трубок с обкладкой стыков фильтрующим материалом специализированными дреноукладчиками или вручную;
— первичная присыпка растительным грунтом;
— геодезический контроль качества укладки;
— обратная засыпка бульдозерами.
Состав операций при бестраншейном способе строительства:
— доставка и раскладка материалов;
— закладка пластмассовых трубок в грунт.
3 Обоснование продолжительности строительства отдельных объектов. Составление макета укрупненного календарного плана строительства природоохранных сооружений.
В зависимости от объема работ и характера сооружений определяют плановую продолжительность строительства по СНиП 1.04.03-85. Выявляют состав строительных процессов, подбирают средства механизации. Выполняют технологические расчеты (разрабатывают технологические карты), по которым определяют машиноемкость и последовательность выполнения строительных процессов. Продолжительность строительных процессов, м-ч или м-см определяют по формуле
n – количество рабочих дней в месяце;
Ссмен – коэффициент сменности (количество рабочих смен в сутках)
Мфак – фактическая машиноемкость процесса (продолжительность выполнения в м-см).
где Нвыр. – норма выработки машины, м-ч, или производительность машины;
6,82 – продолжительность рабочей смены, ч.
В форму для линейного графика (график Гафта) в графу «наименование работ» вносят перечень строительных операций в технологической последовательности. Продолжительность выполнения работы изображается линией соответствующей длины с соблюдением технологической последовательности выполнения работ. Подготовительный период совмещают с неблагоприятным периодом для производства работ.
Закрытый трубчатый дренаж. Назначение, классификация. Материалы. Особенности применения и основное технологическое оборудование
Срок службы дренажа зависит от применяемого ЗФМ. Применяются в основном рулонные ЗФМ.
В соответствии с перечнем приведенных выше работ осуществлены в лабораторных условиях фильтрационные испытания поставляемых на объекты осушения Нечерноземной зоны рулонных ЗФМ. При этом применена Методика определения водопроницаемости рулонных ЗФМ для дренажа, утвержденная Минводхозом СССР 25 мая 1988 г., согласно которой ЗФМ должен отвечать следующим требованиям:
Поверхность материала должна быть ровной, без резких утолщений, разрывов, расслоений и посторонних включений.
Толщина материала при нагрузке 20 кПа, соответствующей глубине заложения дренажа, должна быть не менее 0,6 мм.
Начальный коэффициент фильтрации (Кфо) при нагрузке 20 кПа должен составлять не менее 86,4 м/сут.
Материал должен сохранять свои свойства при транспортировании и хранении в атмосферных условиях в течение года (при температуре воздуха от минус 40 до 60°C) при переменном увлажнении и высыхании, со сменой аэробных и анаэробных условий, в воде с общей минерализацией до 50 г/л и рН от 3,5 до 9, а также под воздействием микроорганизмов, продуцирующих угольную, яблочную и гуминовую кислоты [2].
Материал должен выдерживать не менее 50 циклов замораживания и оттаивания (в водонасыщенном состоянии) без каких-либо признаков разрушения.
Поставленные на объекты осушения Нечерноземной зоны (Тверской, Ленинградской, Кировской и других областей) материалы имели толщину, δм:
3,33 
0,05 ≥ δм ≥ 0,20 0,03 мм, (1)
Коэффициент фильтрации Кфо:
195 
Кфо ≥ 11 м/сут (2)
15 ≥ Кф3 ≥ 0,1 м/сут (4)
На основании результатов многолетних наблюдений за действием дренажных систем пришли к выводу, что для обеспечения срока службы ЗФМ не ниже срока службы гончарного труб продолжительностью 75 лет коэффициент фильтрации ЗФМ должен составлять:
а для обеспечения срока службы ЗФМ не ниже срока службы пластмассовых труб продолжительностью 30 лет:
При этом толщина ЗФМ при нагрузке 20 кПа, соответствующей глубине заложения гончарного и пластмассового дренажа, должна составлять не менее 0,6 мм.
Изложенным требованиям должны отвечать ЗФМ, поставляемые для осушения минеральных почв закрытым дренажем.
Засыпка дренажной траншеи должна обладать высокой водопроницаемостью. Для обеспечения требуемого срока службы засыпки дренажной траншеи не ниже срока службы применяемых труб должно выполняться условие между коэффициентом фильтрации почвы k и траншейной засыпки kз, мощностью почвенного слоя h и шириной траншеи bт:
определение k и kз осуществляют при соблюдении условия отведения избыточных вод при неустановившемся режиме действия дренажа в соответствии с патентом RU 2421723 (2011г.).
При этом максимальный приток воды к засыпке не превышает ее водоприемной способности, а водоотводящая способность дренажной линии должна исключать вероятность застоя воды в засыпке дренажной траншеи (это подтверждается отсутствием нависания уровня почвенно-грунтовых вод над дреной), что обеспечивает отсутствие бессточных понижений по дну дрены, а совместно с глубиной заложения дрены, большей глубины проникновения корневой системы растений в засыпку траншеи, исключает и вероятность образования корневых пробок растений в полости дренажной трубы [2].
Выполнение этого требования реализовано на перечисленных выше объектах реализации применения гончарных и пластмассовых труб.
Ожидаемый технический результат в течение нормативного срока службы дренажных труб достигается только в том случае, если дренаж почвогрунтов осуществляют в соответствии с заявленным изобретением.
По способу отбора грунтовых вод дренажи глубинного типа подразделяются следующим образом:
Самыми простыми, а потому и популярными являются горизонтальные дренажи.
Устройство закрытого дренажа имеет неоспоримый плюс – удаление воды самотечным методом.
Наиболее простым вариантом подобной конструкции служит лоток, который наполнен дренирующим материалом. Лоток при этом может быть как открытого, так и закрытого типа.
Популярными сейчас являются перфорированные трубы, оснащенные наружным фильтрационным покрытием.
Дренаж вертикального типа представляет собой трубчатый колодец, фильтрационная зона которого расположена непосредственно в водоносном горизонте. Для удаления воды из колодца используют специальные насосы с системой коммутации и электропитания.
Такие весьма сложные инженерные сооружения довольно редко используются в загородном строительстве.
Комбинированные дренажные системы получают путем сочетания вертикальных и горизонтальных систем.
Основным конструктивным элементом глубинной дренажной системы является гофрированная перфорированная труба (дрена). Устройство дренажной канавы, куда впоследствии монтируют такие трубы, должно выполняться с определенным уклоном и на глубину, указанную в соответствующей проектной документации.
Дрены водоотводящей системы сводят в смотровые колодцы, которые предназначены для очистки и ревизии системы.
Вода из колодцев отводится в общую ливневку либо в специальные поглощающие колодцы.
Подобные колодцы выполняют следующим способом:
Копают яму шириной под стандартные бетонные кольца (от 1 кв.м. в диаметре). Глубина колодца должна быть такой, чтобы до наиболее высокой точки залегания грунтовых вод оставался как минимум метр (может достигать 5 метров).Дно колодца устилают битым кирпичом, щебнем и т.п.Сверху устанавливают бетонную крышку и утепляют ее.
Горизонтальный дренаж: Горизонтальный дренаж представляет собой систему трубчатых или галерейных дрен, канав[2] и лотков. Трубчатые дрены — сочетание дренажных труб с одним или несколькими слоями фильтрующей обсыпки. Эти слои устраиваются для того, чтобы избежать заклинивания труб частицами осушаемого грунта. Для надзора за трубчатыми дренами сооружаются смотровые колодцы. Галерейные дрены — это трубы с большим поперечным сечением с отверстиями для приема воды и обсыпкой. Канавы применяют, главным образом, в небольших поселках, где допустимо поддерживать уровень грунтовых вод на глубине до 1,5 метра. В устойчивых грунтах канавы выполняются, как правило, в виде траншей с откосами, а в неустойчивых — конструкций из сборного железобетона [3].
Вертикальный дренаж: Вертикальный дренаж — система скважин, объединенных коллектором, через который вода откачивается насосным агрегатом или отдельным насосом на каждой скважине.
Комбинированный дренаж: Комбинированный дренаж — сочетание дрены и ряда самоизливающихся скважин. Сочетает в себе совокупность вертикальных и горизонтальных дренажей при устройстве сложных систем водоотвода.
Для эффективной защиты заглубленных и подземных сооружений от проникновения грунтовых и ливневых вод необходимо решить задачи гидроизоляции фундамента, а также сбора и эффективного отведения воды. Избыток влаги на территории застройки грозит серьёзными материальными потерями: сокращением срока службы фундамента, инженерного оборудования, подтоплением подвальных помещений, загниванию корневой системы растений на участке.
В случае, если участок будущей застройки заболочен, располагается в низине (или других местах с избыточным увлажнением), необходимо использовать глубинный дренаж. Существует мнение, что в условиях Средней полосы России глубинный дренаж необходим в подавляющем большинстве случаев застройки и благоустройства земельных участков. Без него можно обойтись только на участках, расположенных на возвышенностях, где уровень залегания грунтовых вод не выше 1,5 метра и почва хорошо дренируется.
Глубинный дренаж — это система прокладываемых под землей труб (дрен), которые уложены по всему периметру фундамента сооружений (периметру участка). Дрены расположены под уклоном. Уровень залегания труб обычно ниже уровня фундамента или фундаментной подушки. В случае отсутствия на участке естественного уклона (распространённый случай) необходимо устраивать дренажные колодцы [3].
Все дренажные трубы соединяются внутри дренажных колодцев, причём, заглубление колодца должно быть ниже дрены, входящей в него. Дренажный колодец чаще всего состоит из бетонных колодезных колец или специальной гофрированной трубы ПВХ. Такие колодцы позволяют контролировать уровень грунтовых вод и, в случае необходимости, промыть дренажные трубы. По отводной трубе вода сбрасывается от здания к перепускному колодцу, который устраивается в самой нижней части участка. Вода, которая собирается в трубах почвенного дренажа, тоже попадает в перепускной колодец. Внутри него устанавливаются насосы, обеспечивающие перекачку воды за территорию участка [3].
Устройство глубинного дренажа начинают с выкапывания траншеи рассчитанной специалистами глубины с небольшим уклоном в сторону естественного водостока, если таковой имеется, или по направлению к дренажному колодцу. Дно траншеи покрывается щебнем (гравием) и песком. На образовавшуюся подушку закладывают перфорированные дренажные трубы (с отверстиями для проникновения воды).
Рисунок 1 Схема укладки дренажных труб.
Когда трубы уложены, канаву можно засыпать песком и щебнем и прикрыть сверху слоем дёрна. Как правило, прокладывают несколько траншей, располагая их в виде елочки. Из боковых дрен вода попадает в центральную дрену, затем отводится в дренажный колодец или за пределы участка. Устраивать дренажные колодцы необходимо тогда, когда отводить воду некуда, или на участке отсутствует достаточный естественный уклон.
Для дренажа и осушения больших участков (полей, болот) применяют дренажные машины.
От грамотного устройства глубинного дренажа может зависеть дальнейшее состояние всего участка (сооружения), поэтому, при его проектировании, очень важна точность в расчетах. Даже небольшая ошибка может привести к тому, что установкадренажной системы будет абсолютно неэффективна или даже усугубит водный режим участка. Одна из распространённых ошибок при устройстве дренажа — недостаточно глубокая укладка дрен. Это, зачастую, приводит к гибели высаженных деревьев и кустарников и неравномерному осушению участка.
Рисунок 2 Схема прокладки закрытой дренажной системы