Грифонов на дне котлована
Каждый допускает эти ошибки при устройстве дренажа
При сооружении опорной конструкции дома нужно в обязательном порядке смонтировать систему так называемого пристенного дренажа, который в свою очередь является неотъемлемой частью разветвленной дренажной системы всего загородного владения. Такие меры предпринимаются независимо от гидрогеологической ситуации территории, где располагается земельный надел. Водоносные горизонты перемещаются как в силу естественных геологических процессов, так и в результате активной хозяйственной деятельности организаций и даже частных собственников.
Пристенный дренаж представляет собой перфорированный трубопровод, проложенный по внешнему периметру фундамента (выше глубины заложения фундамента на полметра). Трубы (дрены) имеют отверстия диаметром 0,5-1,5 см, в которые и затекает грунтовая вода. Чтобы минимизировать риск заиливания дренажного трубопровода, дрены заворачивают в геотекстиль – нетканый фильтрующий материал). В продаже имеются гибкие трубы в заводской геотекстильной оболочке, которая упрощает пристенного дренажа.
Дренажная труба в оболочке из фильтрующего геотекстиля. Дренажная труба в оболочке из фильтрующего геотекстиля. Смотровой колодец пристенного дренажа обеспечивает сухое состояние дна котлована при сборке опалубки, монтажа арматурного каркаса и бетонирования монолитного железобетонного фундамента. Смотровой колодец пристенного дренажа обеспечивает сухое состояние дна котлована при сборке опалубки, монтажа арматурного каркаса и бетонирования монолитного железобетонного фундамента.К смотровым колодцам подводят дрены, которые в итоге завершаются отрезком, подключаемым к сливному (сборному) колодцу. Пристенный дренаж прокладывают и обустраивают по профессионально выполненному проекту, ведь такой трубопровод является разновидностью наружных инженерных коммуникаций. Необходимо заранее определить, как собранные грунтовые воды будут удалены за пределы участка. Хорошо, если поселение имеет централизованную ливневую канализацию. В противном случае придется решать вопрос о сбросе воды на рельеф.
Пример устройства пристенного дренажа 1)Железобетонная стена подвала 2)Оклеечная гидроизоляция из битумно-полимерного рулонного материала 3)Крепежная планка для фиксации геомембраны 4)Геотекстиль 5)Железобетонная фундаментная плита 6)Профилированная дренажная геомембрана 7)Заделка «холодного» шва 8)Дренажная труа в фильтрующей геотекстильной оболочке 9)Песчано-гравийная подготовка под дренажный трубопровод (с заданным уклоном) 10)Обратная засыпка пазух (крупнозернистый и среднезернистый песок без примесей) 11)Отмостка с каналами для сбора дождевой и талой воды (верховодки) Пример устройства пристенного дренажа 1)Железобетонная стена подвала 2)Оклеечная гидроизоляция из битумно-полимерного рулонного материала 3)Крепежная планка для фиксации геомембраны 4)Геотекстиль 5)Железобетонная фундаментная плита 6)Профилированная дренажная геомембрана 7)Заделка «холодного» шва 8)Дренажная труа в фильтрующей геотекстильной оболочке 9)Песчано-гравийная подготовка под дренажный трубопровод (с заданным уклоном) 10)Обратная засыпка пазух (крупнозернистый и среднезернистый песок без примесей) 11)Отмостка с каналами для сбора дождевой и талой воды (верховодки)Вода из сливного колодца откачивается с помощью дренажного насоса, который срабатывает, когда емкость заполняется до заданного уровня. При определенных условиях насосные агрегаты могут быть установлены в некоторых критических точках трубопровода, то есть там, где может образоваться застой водного потока.
Дренажный трубопровод подключили к смотровым колодцам и подготовили (завернули в геотекстиль) к засыпке. Дренажный трубопровод подключили к смотровым колодцам и подготовили (завернули в геотекстиль) к засыпке.К сожалению, распространено мнение, что дренаж – это дорогая безделица. Но жизнь опровергает подобные легкомысленные суждения. Приведем конкретный пример из строительной практики. Хозяева обратились за профессиональной помощью в связи с затоплением подвала их новенького кирпичного коттеджа.
Когда откопали засыпку пазух, выяснилось, что фундамент не имеет гидроизоляционной защиты, что совершенно недопустимо ни при каких обстоятельствах. Помимо этого, инженерно-геологические изыскания обнаружили довольно высокий уровень грунтовых вод, что предопределило незамедлительное устройство пристенного дренажа. Был разработан проект, и работа закипела. Первым делом фундамент по всем правилам изолировали от внешней влаги, то есть не только выполнили гидроизоляцию вертикальных поверхностей опорной конструкции, но и смонтировали профилированную полимерную мембрану, обладающую дренирующую способностью. Затем приступили собственно к устройству пристенного дренажа.
По периметру дома выкопали траншею глубиной 1,6 метра (ниже глубины промерзания грунта). Дно траншеи застелили геотекстилем и засыпали щебнем. Затем смонтировали дренажный трубопровод. Финальной точкой пристенной сети стал сливной колодец.
Для откачивания собранной воды выбрали дренажный насос от компании GRUNDFOS.
Грифон
Грифон - внезапный прорыв на поверхность флюида (чаще всего газа), движущегося под большим давлением по затрубному пространству буровой скважины.
Возникает вследствие нарушения природного гидродинамичного равновесия в результате нагнетания теплоносителя под давлением, близким к горному, при эксплуатации месторождений нефти и газа, подземной выплавке серы.
Грифон сопровождается образованием кратеров, диаметр воронки которых иногда достигает несколько десятков и даже сотен метров.
Иногда вокруг скважины, находящейся в аварийном состоянии, возникает несколько грифонов.
Часто грифоны сопровождаются пожарами.
Борьба с грифонами состоит в герметизации путей движения флюида глушением скважины различными методами с последующим тампонированием.
Часто борьба с грифонами сопровождается ликвидацией скважины.
Особенно сложны ликвидационные работы в акваториях.
Нефте-, газо-, водопроявления в кольцевом пространстве, между эксплуатационной и промежуточной колоннами, а также между промежуточной колонной и кондуктором обычно называют межколонными проявлениями.
Грифоны и межколонные проявления обычно взаимосвязаны.
Необходимым условием для появления грифона на дневной поверхности является наличие каналов (тектонические трещины, породы высокой проницаемости, недостаточный контакт между цементным камнем и породой), сообщающих высоконапорный пласт или ствол скважины с земной поверхностью.
Для предупреждения возникновения грифонов и межколонных проявлений необходимо:
при разработке конструкций скважин предусматривать спуск кондуктора с учетом перекрытия пластов, обусловливающих образование грифонов, с обязательным подъемом цемента до устья;
перед спуском обсадной колонны тщательно прорабатывать скважину со скоростью не более 35 - 45 м/ч, при этом качество глинистого раствора перед цементированием должно строго соответствовать ГТН;
увеличение высоты подъема цементного раствора за эксплуатаци онной колонной следует производить с учетом перекрытия промежуточной колонны или кондуктора, которые в обязательном порядке цементируют до устья;
в зоне подъема цементного раствора на эксплуатационных колоннах устанавливать центрирующие фонари;
скорость продавки цементного раствора в затрубное пространство должна быть не ниже 1,5-1,8 м/с;
эксплуатационную колонну спускать только с применением спайдеров; это обеспечивает необходимое крепление муфт в резьбовом соединении;
приваривать нестандартные муфты; качественно производить все работы по обвязке устья скважины; для скважин глубиной более 2500 м применять колонные головки с клиновым захватом;
осваивать скважину только при условии соответствующего оборудования устья.
При соблюдении всех необходимых требований в процессе бурения и опробования скважин можно избежать этих осложнений.
Для борьбы с действующими грифонами, образовавшимися при проводке скважин, следует осуществлять форсированный отбор жидкости и газа из соседних скважин, приостановив при этом законтурное заводнение (если оно проводится).
В случае, когда в результате действия грифона доступ к устью бурящейся скважины закрыт, для ликвидации фонтана (грифонов) бурят наклонно направленные скважины.
17. Грифоны и межколонные проявления. Мероприятия по их предупреждению и методы ликвидации
Под грифонами, происходящими в процессе бурения, освоения и эксплуатации скважин, следует понимать фонтанные газо-, нефте- и водопроявления вскрытых пластов, выходящие на земную поверхность по трещинам, высокопроницаемым пластам или по контакту цемент—порода, за пределами устья скважины. Фонтанные нефте-, газо- и водопроявления в кольцевом пространстве, между эксплуатационной и технической колонной, а также между технической колонной и кондуктором обычно называют межколонными проявлениями. Грифоны и межколонные проявления обычно взаимно связаны и обусловливают друг друга. По причинам возникновения все случаи грифонообразования, а также межколонных проявлений связаны с некачественной изоляцией высоконапорных пластов, необоснованно выбранной глубиной спуска кондуктора и низким качеством его цементирования. Эти причины, а также негерметичность обсадных колонн могут привести к прорыву пластовой жидкости и газа на поверхность и образованию грифонов у устья скважины. Для предотвращения грифонов и межколонных проявлений необходимо: спустить кондуктор с учетом перекрытия пластов, по которым может произойти прорыв пластовой жидкости (газа) на поверхность, и обеспечить качественное его цементирование с подъемом цементного раствора до устья; обеспечить качественное крепление скважины промежуточными и эксплуатационной колоннами с обязательным подъемом цемента до башмака предыдущих колонн. Возникновение грифонов и межколонных проявлений вызывает тяжелые последствия. На ликвидацию грифонов затрачивается много времени и средств. В ряде случаев работы по ликвидации грифонов заканчиваются гибелью скважин. Вместе с тем, при соблюдении всех необходимых требований в процессе бурения и опробования скважин можно избежать этого осложнения. Для борьбы с действующими грифонами, образовавшимися при проводке скважин, следует осуществлять форсированный отбор жидкости и газа на соседних скважинах, приостановив при этом законтурное заводнение (если оно проводится). В случае когда в результате действия грифона доступ к устью бурящейся скважины закрыт, для ликвидации фонтана (грифонов) бурят наклонно-направленные скважины.
18. Осложнения при бурении скважин в многолетнемерзлых породах. Мероприятия по их предупреждению.
Согласно принятой терминологии мерзлыми породами называются такие породы, которые имеют нулевую или отрицательную температуру и в которых хотя бы часть воды замерзла.
В верхней части геологического разреза многих северных районов (Западная Сибирь, Аляска, Канада и др.) залегает толща многолетнемерзлых пород; мощность этой толщи иногда достигает 500 м и более. В состав ее могут входить как хорошо связанные, прочные породы (известняки, песчаники и т. п.), так и породы несвязанные (пески, галечники и т. п.), единственным цементирующим материалом для которых является лед. При бурении в толще многолетнемерзлых пород одно из распространенных осложнений — нарушение устойчивости стенок скважин. Этот процесс в различных по льдистости породах происходит с разной интенсивностью. При всех прочих равных условиях интенсивность разрушения стенок скважин возрастает в зависимости от того, какое значение имеет лед в цементировании минеральной части породы. Наибольшие разрушения стенок скважин наблюдаются в мерзлых породах четвертичных отложений, в которых лед — единственный материал, цементирующий породы в монолит. Оттаивание льда, содержащегося в многолетнемерзлых породах, в процессе бурения влечет за собой оседание толщи пород, а вместе с ней и устьевого и бурового оборудования. Растепление толщи многолетнемерзлых пород может происходить за счет относительно высокой температуры бурового раствора, нагревающегося при бурении на больших глубинах, в результате нагрева в процессе закачки и твердения цемента, вследствие перемещения по скважине нефти, имеющей высокую температуру (при добыче). Основной способ предотвращения осложнений при бурении в многолетнемерзлых породах — сохранение отрицательной температуры стенок скважины. Для этого применяют различные буровые среды; от охлажденного воздуха и буровых растворов до устойчивой пены. При использовании буровых растворов на водной основе приходится также решать проблему предупреждения замерзания растворов при длительном прекращении промывки. После разбуривания всей толщи многолетнемерзлых пород ствол скважины закрепляют обсадной колонной, башмак которой устанавливают на 100—150 м ниже глубины промерзания. При цементировании следует подбирать цементы с низкой температурой гидратации, низкой теплопроводностью и высокой скоростью выделения тепла при гидратации. В газовых и газоконденсатных скважинах кольцевое пространство между кондуктором и стенками ствола скважины рекомендуется герметизировать с помощью пакера, устанавливаемого в 10—20 м от башмака. Это позволяет предотвратить прорыв в заколонное пространство и образование грифонов вокруг устья скважины, что часто наблюдается при растеплении мерзлых пород. Учитывая, что зона многолетнемерзлых пород, как правило, состоит из рыхлых и неустойчивых пород, большое значение имеет продолжительность бурения под кондуктор, которая должна составлять (для условий Западной Сибири) не более 1— 2 сут. За это время при использовании качественного глинистого раствора с температурой не выше +5 °С осложнений, как правило, не бывает и спуск колонны происходит нормально. Если же продолжительность бурения по каким-либо причинам увеличивается до 4—5 сут, то возникают обвалы и необходимость в многократных проработках.
Контроль качества при производстве работ
В течение всего периода производства строительного водопонижения необходимо вести гидрогеологические, а при долговременном и глубоком водопонижении также гидрологические и геодезические наблюдения по наблюдательным скважинам, постам, реперам и маркам, предусмотренным в проекте. Кроме того, необходимо вести систематические наблюдения за состоянием откосов и дна котлована.
Наблюдения служат для контроля качества работ и при необходимости для внесения в проект корректировок по согласованию с проектной организацией и заказчиком.
Наблюдения за водоотливом с целью определения притока воды к котловану и водопонизительной системе состоят в измерении расхода всех водопонизительных средств.
Измерение расходов откачиваемой воды может производиться с помощью:
- мерных резервуаров при небольших расходах (достаточная точность измерения обеспечивается при наполнении емкости не менее чем за 12-15 с и двукратном измерении расхода);
- треугольных и трапециевидных водосливов, устанавливаемых на открытых водотоках (лотках, канавах и т.п.);
- различных расходометров, устанавливаемых на напорных трубопроводах.
При гидромеханическом способе разработки грунтов о величине водоотлива можно судить по скорости повышения уровня воды в котловане во время отключения средств откачки.
Для того чтобы судить о работе насосов, одновременно с измерением расходов необходимо фиксировать показания манометров и вакуумметров (в период между измерениями вакуумметры и манометры должны быть отключены). Значительные и частые колебания показаний этих приборов свидетельствуют о неправильном режиме работы насосов. Все данные о работе насосов вносятся в журнал.
Контроль за положением поверхности подземных вод должен охватывать территорию, на которую распространяется влияние водопонижения. Он ведется путем измерения уровней воды в наблюдательных скважинах, котловане, ближайших водотоках и водоемах.
Попутно с измерениями уровней следует вести наблюдения за температурой и химическим составом подземных вод.
Все эти наблюдения необходимы для получения данных о развитии водопонижения и о влиянии на него различных факторов: атмосферных осадков, изменений уровней в водотоках и водоемах, потерь промышленных и бытовых вод, а также гидравлической взаимосвязи отдельных водоносных слоев между собой. В результате наблюдений устанавливают эффективность работы водопонизительной системы и получают данные для своевременной корректировки ее параметров.
Наблюдательные скважины должны устраиваться во всех водоносных слоях, из которых производится откачка подземных вод. Размещение наблюдательных скважин внутри контура водопонижения, на контуре и за его пределами определяется гидрогеологическими условиями с учетом расчетной схемы фильтрации.
Скважины внутри контура водопонижения располагаются в расчетных точках или створах так, чтобы оценить результаты действия водопонизительной системы в целом или ее отдельных участков.
Наблюдательные скважины на контуре водопонижения располагаются, как правило, в середине между водопонизительными скважинами.
Скважины за пределами водопонизительного контура целесообразно размещать по створам, соответствующим направлению фильтрационного потока следующим образом:
-при полого залегающих водоносных слоях - по направлению потока и вкрест потока (природного), в направлении наиболее вероятных областей питания, в направлении соседних систем водопонижения (водоснабжения, водоотлива);
-при крутопадающих водоносных слоях - по простиранию и вкрест простирания слоев, в направлении вероятных источников питания и соседних систем водопонижения (водоснабжения, водоотлива).
При протяженных водопонизительных системах (осушение траншей) лучи направляются перпендикулярно оси выработки.
Возможно использование для наблюдений отдельных наблюдательных скважин. Все же при значительных по объему водопонизительных работах следует предусматривать не менее двух лучей наблюдательных скважин.
Минимальное количество скважин на луче - две, из которых одна располагается на контуре, а вторая - вне его в выбранной расчетной точке. В однородных условиях при больших размерах депрессионной воронки количество скважин на луче в интересующем водоносном слое принимается от трех до пяти или вблизи границы области питания.
Рис.24. Наблюдательная скважина:
1 - кондуктор; 2 - надфильтровая труба; 3 - фильтр; 4 - седло; 5 - шаровой клапан
Конструкция наблюдательной скважины, приведенная на рис.24, предусматривает выполнение ее путей вращательного бурения, с глинистой промывкой и без крепления обсадными трубами, В связи с этим у башмака фильтровой колонны, которая опускается сразу по окончании бурения, устраивается шаровой клапан, открывающийся при нагнетании в скважину воды с целью ее разглинизации. В определенных условиях возможно непосредственное погружение фильтровой колонны указанной конструкции с помощью подмыва. Длина фильтрового звена наблюдательной скважины обычно не превышает 3 м.
Для наблюдений за уровнями воды на небольшой глубине могут быть использованы в качестве пьезометров обычные иглофильтры.
Все наблюдательные скважины должны быть снабжены крышками, а при необходимости и защитными ограждениями.
Частота измерений уровней подземных вод должна соответствовать динамике развития водопонижения. При начальном снижении уровня подземных вод, при вводе в действие дополнительных средств водопонижения и в других случаях неустановившегося режима фильтрации измерения производятся один раз в смену или в сутки. При установившемся режиме измерения проводятся реже, например, один раз в неделю, а в дальних скважинах 1-2 раза в месяц.
Измерения температуры и химические анализы также выполняются с частотой (обычно устанавливаемой в процессе производства работ), соответствующей динамике их изменений.
Результаты измерений и отбора проб воды заносятся в журнал и оформляются в виде графиков, карт и гидроизогипс и гидрогеологических разрезов на характерные моменты.
Измерения уровня воды в скважинах производятся либо электроуровнемерами, либо так называемыми "хлопушками" - на слух.
Для производства гидрогеологических наблюдений отдельный строительный участок, выполняющий водопонизительные работы, должен иметь в штате участкового гидрогеолога.
Наблюдения за состоянием откосов и дна котлована должны включать ежесменные осмотры откосов котлована и его дна. Эти наблюдения ведут визуально с верхней бровки котлована, с его откосов и дна. При наблюдениях сверху необходимо обратить внимание на появление закольных трещин, их длину по фронту откоса и скорость раскрытия. При осмотре откосов со стороны котлована (со дна, с берм, с лодки, понтона) главное внимание должно быть обращено на высоту слоя высачивания воды в откосе, на установление участков сосредоточенной фильтрации, на обнаружение явлений суффозии (каверны, пещеры), появление конусов выноса грунта, сопровождающееся образованием оплывин и обрушений в откосах. Все особенности поведения откосов в процессе снижения уровня воды в котловане, в том числе и отсутствие каких-либо неблагоприятных явлений, следует ежесменно фиксировать в журналах наблюдений, а при необходимости фотографировать. Фотографии должны иметь привязку на плане котлована и сопровождаться на снимке каким-либо масштабным предметом (геодезическая рейка или другой предмет известной длины).
По результатам наблюдений необходимо принимать меры для обеспечения устойчивости откосов уменьшение скорости понижения уровня воды в котловане, укладка дренажных пригрузок на участках суффозии, включение дополнительных водопонизительных установок и т.п.
На последнем этапе земляных работ следует нести наблюдения и за состоянием дна котлована. В случае появления ключей (грифонов) необходимо немедленно принять меры для обеспечения устойчивости дна путем пригрузки грифонов обратными фильтрами, устройства разгрузочных скважин, усиления работы водопонизительной системы по снятию напора на дно котлована и т.п.
При производстве водопонизительных работ вблизи сооружений следует вести инструментальные наблюдения за осадками грунтов и деформациями конструкций в пределах зоны влияния водопонизительной системы. При обнаружении деформаций, угрожающих нормальной эксплуатации сооружений, предохранительные меры принимаются по согласованию с проектной организацией.
5. Водопонижение, организация поверхностного стока, водоотвод и дренаж
5.1. Правила настоящего раздела распространяются на производство работ по искусственному понижению уровня подземных вод (в дальнейшем - водопонижению) на вновь строящихся или реконструируемых объектах, а также по отводу поверхностных вод с территории строительства.
Выбор способа водопонижения должен учитывать природную обстановку, размеры осушаемой зоны, способы производства строительных работ в котловане и вблизи него, их продолжительность, влияние на близлежащую застройку и инженерные коммуникации и другие местные условия строительства.
5.2. Для защиты котлованов и траншей от подземных вод применяются различные способы, к которым относятся скважинный водозабор, иглофильтровый способ, дренажи, лучевой водозабор и открытый водоотлив.
5.3. Открытые (соединенные с атмосферой) скважины в зависимости от поставленной задачи и инженерно-геологических условий стройплощадки могут быть водозаборными (гравитационные и вакуумные), самоизливающимися, поглощающими, разгрузочными (для снижения пьезометрического напора в грунтовом массиве), сбросными (при отводе воды в подземную выработку).
Открытые гравитационные водозаборные скважины могут быть эффективно применены в проницаемых грунтах с коэффициентом фильтрации не менее 2 м/сут при требуемой глубине водопонижения более 4 м. В основном такие скважины оборудуются погружными электрическими насосами, работающими под заливом.
В малопроницаемых грунтах (заглинизированные или пылеватые пески) с коэффициентом фильтрации от 0,2 до 2 м/сут применяются вакуумные водозаборные скважины, в полости которых при помощи насосных агрегатов иглофильтровых установок вакуумного водопонижения развивается вакуум, что обеспечивает увеличение водозахватной способности скважин. Обычно один такой агрегат может обслуживать до шести скважин.
5.4. Иглофильтровый способ в зависимости от параметров осушаемых грунтов, требуемой глубины понижения и конструктивных особенностей оборудования подразделяется на:
иглофильтровый способ гравитационного водопонижения, применяемый в проницаемых грунтах с коэффициентом фильтрации от 2 до 50 м/сут, в неслоистых грунтах при понижении одной ступенью до 4 - 5 м (большая величина в менее проницаемых грунтах);
иглофильтровый способ вакуумного водопонижения, применяемый в малопроницаемых грунтах с коэффициентом фильтрации от 2 до 0,2 м/сут при понижении одной ступенью 5 - 7 м; при необходимости способ при меньшей эффективности может быть применен в грунтах с коэффициентом фильтрации до 5 м/сут;
иглофильтровый эжекторный способ водопонижения, применяемый в малопроницаемых грунтах с коэффициентом фильтрации от 2 до 0,2 м/сут при глубине понижения уровня подземных вод до 10 - 12 м, а при определенном обосновании - до 20 м.
5.5. Дренажи строительного назначения могут быть линейными или пластовыми с включением в конструкцию последних дренажей линейного типа.
Линейные дренажи осуществляют осушение грунтов путем отбора подземных вод при помощи перфорированных труб с песчано-гравийной (щебеночной) обсыпкой с отводом отобранных вод в зумпфы, оборудованные погружными насосами. Эффективная глубина осушения линейными дренажами - до 4 - 5 м.
Линейные дренажи могут устраиваться внутри котлована, в основании откосов земляных выработок, на территориях, окружающих строительный объект.
Пластовые дренажи предусматриваются для отбора подземных вод в строительный период со всей площади котлована. Данный вид дренажа устраивается при отборе подземных вод в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 2 м/сут, а также в случаях обводненного трещиноватого скального основания.
При отборе подземных вод из пылеватых или глинистых грунтов конструкция пластового дренажа предусматривает два слоя: нижний - из крупнозернистого песка толщиной 150 - 200 мм и верхний - из гравия или щебня толщиной 200 - 250 мм. Если в будущем предполагается эксплуатация пластового дренажа как постоянного сооружения, то толщина его слоев должна быть увеличена.
При отборе подземных вод из скальных грунтов, в трещинах которых отсутствует песчано-глинистый заполнитель, пластовый дренаж может состоять из одного гравийного (щебеночного) слоя.
Отвод подземных вод, отобранных пластовым дренажом, осуществляется в систему линейного дренажа, песчано-гравийная обсыпка которого сопрягается с телом пластового дренажа.
5.6. Открытый водоотлив применяется для временного осушения поверхностного слоя грунта в котлованах и траншеях. Неглубокие дренажные канавы могут быть как открытыми, так и заполненными фильтрующим материалом (щебень, гравий). Каптированные канавками подземные воды отводятся в зумпфы, оборудованные погружными насосами.
5.7. До начала работ по водопонижению необходимо обследовать техническое состояние зданий и сооружений, находящихся в зоне влияния работ, а также уточнить расположение существующих подземных коммуникаций, оценить влияние на них понижения уровня подземных вод (УПВ) и при необходимости предусмотреть защитные мероприятия.
5.8. Водопонизительные скважины, оборудованные погружными насосами, являются наиболее распространенными типами систем водопонижения и могут применяться в самых разнообразных гидрогеологических условиях. Глубины скважин определяются в зависимости от глубины залегания и мощности водоносного горизонта, фильтрационных характеристик пород, необходимой величины понижения уровня подземных вод.
5.9. Бурение водопонизительных скважин в зависимости от гидрогеологических условий может осуществляться с прямой или обратной промывкой или ударно-канатным способом. Бурение скважин с глинистой промывкой не допускается.
5.10. Установка в водопонизительные скважины фильтровых колонн выполняется с соблюдением следующих требований:
а) перед установкой фильтровой колонны при ударно-канатном способе бурения должен быть тщательно очищен забой скважины путем налива в нее чистой воды и желонирования до полного осветления, при вращательном бурении с прямой и обратной промывкой скважину прокачивают или промывают с помощью бурового насоса;
б) при установке фильтра необходимо убедиться в прочности и плотности соединений опускаемых его звеньев, в наличии на колонне направляющих фонарей и заглушки отстойника колонны;
в) при бурении скважин необходимо отбирать пробы для уточнения границ водоносных слоев и гранулометрического состава грунтов.
5.11. Для повышения водозахватной способности скважин и иглофильтров в водонасыщенных грунтах с коэффициентом фильтрации менее 5 м/сут, а также в крупнообломочных или трещиноватых грунтах с мелким заполнителем следует в прифильтровой зоне устраивать песчано-гравийную (или щебеночную) обсыпку с крупностью частиц 0,5 - 5 мм.
При отборе воды из трещиноватых грунтов (например - известняков) обсыпку можно не устраивать.
5.12. Обсыпку фильтров надлежит производить равномерно слоями высотой не более 30-кратной толщины обсыпки. После каждого очередного подъема трубы над ее нижней кромкой должен оставаться слой обсыпки высотой не менее 0,5 м.
5.13. Сразу после установки фильтровой колонны и устройства песчано-гравийной обсыпки необходимо тщательно прокачать скважину эрлифтом. Скважина может быть принята в эксплуатацию после ее непрерывной прокачки эрлифтом в течение 1 сут.
5.14. Насос в скважину следует опускать на такую глубину, чтобы при полностью открытой задвижке на нагнетательном трубопроводе всасывающее отверстие насоса находилось под водой. При понижении динамического уровня ниже всасывающего отверстия насос следует опустить на большую глубину или, если это невозможно, регулировать производительность насоса задвижкой.
5.15. Монтаж насосов в скважинах следует производить после проверки скважин на проходимость шаблоном диаметром, превышающим диаметр насоса.
5.16. Перед спуском погружного насоса в скважину необходимо замерить сопротивление изоляции обмоток электродвигателя, которое должно быть не менее 0,5 МОм. Насос может быть включен не ранее, чем через 1,5 ч после спуска. При этом сопротивление обмоток электродвигателя должно быть не менее 0,5 МОм.
5.17. Все водопонизительные скважины должны быть оборудованы задвижками, что позволит регулировать дебит системы в процессе откачки. После устройства скважины необходимо провести из нее пробную откачку.
5.18. Учитывая, что водопонизительная система должна работать непрерывно, необходимо обеспечить резервирование ее электропитания путем электроснабжения от двух подстанций с подводкой от разных источников или получением электроэнергии от одной подстанции, но при наличии двух независимых вводов с высокой стороны, двух независимых трансформаторов и двух питающих кабелей с низовой стороны.
5.19. Система электропитания насосных установок должна иметь автоматическую защиту от токов короткого замыкания, от перегрузки, от внезапного отключения электроэнергии, от перегрева электродвигателя. Водопонизительные системы следует оборудовать устройствами автоматического отключения любого агрегата при понижении уровня воды в водоприемнике ниже допустимого.
5.20. Фильтровая часть вакуумных скважин и иглофильтров вакуумных установок должна быть расположена ниже уровня земли не менее чем на 3 м, чтобы исключить подсос воздуха.
5.21. Следует предусмотреть мероприятия, исключающие повреждения или засорения посторонними предметами водопонизительных и наблюдательных скважин. Оголовки последних должны быть оборудованы крышками с запорным устройством.
5.22. После устройства водопонизительной скважины она должна быть проверена на водопоглощение.
5.23. Перед общим пуском системы следует выполнить пуск каждой скважины в отдельности. Пуск всей системы водопонижения оформляется актом.
5.24. В систему водопонижения должны быть дополнительно включены резервные скважины (не менее одной), а также резервные насосные установки открытого водоотлива (не менее одной), количество которых в зависимости от срока эксплуатации должно составлять:
до 1 года - 10%; до 2-х лет - 15%; до 3-х лет - 20%; более 3-х лет - 25% общего расчетного количества установок.
5.25. При работе иглофильтровых систем следует исключить подсос воздуха во всасывающую систему установки.
В процессе гидравлического погружения иглофильтров необходимо контролировать наличие постоянного излива из скважин, а также исключить установку фильтрового звена иглофильтра в малопроницаемый слой (прослоек) грунта. При отсутствии излива или резком изменении расхода поступающей из скважины воды следует проверить наливом пропускную способность фильтра и, при необходимости, извлечь иглофильтр и проверить, свободно ли выходное отверстие фильтра, не произошла ли его кольматация. Возможна также ситуация, когда фильтр установлен в сильно проницаемую прослойку грунта, поглощающую весь расход поступающей в иглофильтр воды. В этом случае при погружении иглофильтра следует организовать совместную подачу воды и воздуха.
В подземных водах, каптируемых иглофильтровыми установками, не должны содержаться частицы грунта, пескование должно быть исключено.
5.26. Извлечение иглофильтров из грунта при их демонтаже осуществляется специальным автокраном с упорной стойкой, буровой установкой либо при помощи домкратов.
5.27. При ветре силой 6 баллов и выше, а также при граде, ливне и в ночное время суток на неосвещенной площадке работы по монтажу иглофильтров запрещаются.
5.28. При монтаже и эксплуатации системы иглофильтров следует вести входной и операционный контроль.
5.29. После ввода водопонизительной системы в действие откачку следует производить непрерывно.
5.30. Темпы развития водопонижения должны соответствовать предусмотренным в ППР темпам выполнения земляных работ при вскрытии котлованов или траншей. Значительное опережение снижения уровня по отношению к графику выполнения земляных работ создает неоправданный запас мощности водопонизительной системы.
5.31. При производстве водопонизительных работ сниженный УПВ должен опережать уровень разработки котлована на высоту одного яруса, разрабатываемого землеройной техникой, т.е. на 2,5 - 3 м. Такое условие обеспечит эффективность земляных работ "насухо".
5.32. Контроль за эффективностью работы водопонизительной системы должен осуществляться путем регулярных замеров УПВ в наблюдательных скважинах. Обязательна установка водомеров, контролирующих дебит системы. Результаты замеров должны заноситься в специальный журнал. Первоначальный замер УПВ в наблюдательных скважинах следует выполнить до ввода в эксплуатацию водопонизительной системы.
5.33. Насосные агрегаты, установленные в резервных скважинах, а также резервные насосы открытых установок должны периодически включаться в работу в целях поддержания их в рабочем состоянии.
5.34. Замеры сниженного УПВ в процессе водопонижения должны осуществляться во всех водоносных пластах, на которых оказывает влияние работа водопонизительной системы. Периодически следует на сложных объектах определять химический состав откачиваемых вод и их температуру. Наблюдения за УПВ следует проводить 1 раз в 10 сут.
5.35. Все данные о работе водопонизительных установок должны быть отображены в журнале: результаты замеров УПВ в наблюдательных скважинах, дебиты системы, время остановок и пусков в течение смены, замена насосов, состояние откосов, появление грифонов.
5.36. При прекращении работы системы, состоящей из водопонизительных скважин, следует оформить акты на выполнение ликвидации скважин.
5.37. При эксплуатации водопонизительных систем в зимнее время должно быть обеспечено утепление насосного оборудования и коммуникаций, а также предусмотрена возможность их опорожнения при перерывах в работе.
5.38. Все постоянные водопонизительные и водоотводящие устройства, используемые в период строительства, при сдаче в постоянную эксплуатацию должны соответствовать требованиям проекта.
5.39. Демонтаж водопонизительных установок следует начинать с нижнего яруса после завершения работ по обратной засыпке котлованов и траншей или непосредственно перед их затоплением.
5.40. В зоне влияния водопонижения следует вести регулярные наблюдения за осадками и интенсивностью их роста для расположенных там зданий и коммуникаций.
5.41. При проведении водопонизительных работ следует предусматривать меры по предотвращению разуплотнения грунтов, а также нарушению устойчивости откосов котлована и оснований расположенных рядом сооружений.
5.42. Вода, стекающая в котлован из вышележащих слоев, не захватываемая системой водопонижения, должна отводиться дренажными канавами в зумпфы и удаляться из них насосами открытого водоотлива.
5.43. Наблюдения за состоянием дна и откосов открытого котлована при водопонижении следует проводить ежедневно. При оплывании откосов, суффозии, появлении грифонов на дне котлована следует безотлагательно проводить защитные мероприятия: рыхление щебеночного слоя на откосах в местах выхода подземных вод, пригрузка слоем щебня, включение в работу разгрузочных скважин и т.п.
5.44. При пересечении откосом котлована водоупорных грунтов, залегающих под водоносным слоем, на кровле водоупора следует делать берму с канавой для отвода воды (если в проекте не предусмотрен на этом уровне дренаж).
5.45. При отводе подземных и поверхностных вод следует исключать подтопление сооружений, образование оползней, размыв грунта, заболачивание местности.
5.46. Перед началом производства земляных работ необходимо обеспечить отвод поверхностных и подземных вод с помощью временных или постоянных устройств, не нарушая при этом сохранность существующих сооружений.
5.47. При отводе поверхностных и подземных вод необходимо:
а) с верховой стороны выемок для перехвата потока поверхностных вод использовать кавальеры и резервы, устраиваемые сплошным контуром, а также постоянные водосборные и водоотводящие сооружения или временные канавы и обвалования; канавы, в случае необходимости, могут иметь защитные крепления от размыва или фильтрационных утечек;
б) кавальеры с низовой стороны выемок отсыпать с разрывом, преимущественно в пониженных местах, но не реже чем через каждые 50 м; ширина разрывов по низу должна быть не менее 3 м;
в) грунт из нагорных и водоотводящих канав, устраиваемых на косогорах, укладывать в виде призмы вдоль канав с низовой их стороны;
г) при расположении нагорных и водоотводящих канав в непосредственной близости от линейных выемок между выемкой и канавой выполнять банкет с уклоном его поверхности 0,02 - 0,04 в сторону нагорной канавы.
5.48. При откачке воды из котлована, разработанного подводным способом, скорость понижения уровня воды в нем во избежание нарушения устойчивости дна и откосов должна соответствовать скорости понижения уровня подземных вод за его пределами.
5.49. При устройстве дренажей земляные работы следует начинать со сбросных участков с продвижением в сторону более высоких отметок, а укладку труб и фильтрующих материалов - с водораздельных участков с продвижением в сторону сброса или насосной установки (постоянной или временной) для исключения пропуска по дренажу неосветленных вод.
5.50. При устройстве пластовых дренажей недопустимы нарушения в сопряжении щебеночного слоя постели с щебеночной обсыпкой труб.
5.51. Укладку дренажных труб, устройство смотровых колодцев и монтаж оборудования дренажных насосных станций необходимо производить с соблюдением требований СП 81.13330 и СП 75.13330.
5.52. Перечень исполнительной документации по строительному водопонижению с помощью скважин должен включать в себя:
а) акт пуска в эксплуатацию водопонизительной системы;
б) исполнительную схему расположения скважин;
в) исполнительные схемы конструкций скважин с указанием фактических геологических колонок;
г) акт на ликвидацию скважин по окончании работ;
д) сертификаты на используемые материалы и изделия.
5.53. При производстве работ по водопонижению, организации поверхностного стока и водоотводу состав контролируемых показателей, предельные отклонения, объем и методы контроля должны соответствовать таблице И.1Приложения И.
СП 45.13330.2012 Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила разработки - постановлением Правительства Российской Федерации от 19 ноября 2008 г. N 858 "О порядке разработки и утверждения сводов правил".
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛИ - Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им. Н.М.Герсеванова (НИИОСП) - институт ОАО "НИЦ "Строительство"
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики
4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) 29 декабря 2011 г. N 635/2 и введен в действие с 01 января 2013 г.
Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет
Введение
Настоящий свод правил содержит указания по производству и оценке соответствия земляных работ, устройству оснований и фундаментов при строительстве новых, реконструкции зданий и сооружений. Свод правил разработан в развитие СП 22.13330 и СП 24.13330.
Актуализация и гармонизация СНиП проводилась на основе выполненных за последние годы научных исследований в области фундаментостроения, отечественного и зарубежного опыта применения прогрессивных технологий строительного производства и новых средств механизации строительно-монтажных работ, новых строительных материалов.
Актуализация СНиП 3.02.01-87 выполнена НИИОСП им. Н.М.Герсеванова - институтом ОАО "НИЦ "Строительство" (д-р техн. наук В.П.Петрухин, канд. техн. наук О.А.Шулятьев - руководители темы; доктора техн. наук: Б.В.Бахолдин, П.А.Коновалов, Н.С.Никифорова, В.И.Шейнин; кандидаты техн. наук: В.А.Барвашов, В.Г.Буданов, Х.А.Джантимиров, A.M.Дзагов, Ф.Ф.Зехниев, М.Н.Ибрагимов, В.К.Когай, И.В.Колыбин, В.Н.Корольков, Г.И.Макаров, С.А.Рытов, А.Н.Скачко, П.И.Ястребов; инженеры: А.Б.Мещанский, О.А.Мозгачева).
1 Область применения
Настоящий свод правил распространяется на производство и приемку: земляных работ, устройство оснований и фундаментов при строительстве новых, реконструкции и расширении зданий и сооружений.
Примечание - Далее вместо термина "здания и сооружения" используется термин "сооружения", в число которых входят также подземные сооружения.
Настоящие правила следует соблюдать при устройстве земляных сооружений, оснований и фундаментов, составлении проектов производства работ (ППР) и организации строительства (ПОС).
При производстве земляных работ, устройстве оснований и фундаментов гидротехнических сооружений, сооружений водного транспорта, мелиоративных систем, магистральных трубопроводов, автомобильных и железных дорог и аэродромов, линий связи и электропередачи, а также кабельных линий другого назначения, кроме требований настоящих правил, следует выполнять требования соответствующих сводов правил, учитывающих специфику возведения этих сооружений.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие нормативные документы:
Читайте также: