Методы защиты от подтопления, дренажи и их системы

Задачи инженерной подготовки при подтоплении городской территории — понижение уровня подземных вод в целях осушения территории и защита зданий и сооружений от затопления — ре­шаются устройством дренажных систем в комплексе с вертикальной планировкой, организации поверхностного стока и благоустройства территории.

В зависимости от назначений территории устанавливают наивысший допустимый уровень подземных вод. Наименьшая глубина от поверхности земли до наивысшего уровня подземных вод определяется как норма осушения. Для участков, предназначенных под застройку жилыми и общественными зданиями, норма осушения принимается не менее 2 м (от проектной отметки территории), для стадионов, парков, скверов — не менее 1 м. Для территорий с застройкой зданиями, имеющими подвальные помещения служебного или хозяйственного назначения, норма осушения 0,5—1 м от отметки пола помещения, для территории под сельскохозяйственными культурами — 0,5—1 м в зависимости от их вида.

Осушение территории с высоким уровнем подземных вод, т.е. достижение требуемой нормы осушения, можно произвести различными способами. Наиболее простое решение, одновременно обеспечивающее целый комплекс других градостроительных задач, — правильная организация стока поверхностных вод и высокий уровень благоустройства застраиваемой территории.

Дренажи и их типы.Дренаж — инженерное сооружение, предназначенное для искусственного понижения уровня подземных вод или их полного перехвата, рассчитанное на длительный период непрерывного действия. Осушающее действие дренажа основано на отводящей способности конструкции дрены, опущенной под водоносный горизонт, за счет чего понижается уровень подземных вод.

В зависимости от конструкции приемных устройств и расположения дрен в водоносном слое дренажи разделяютсяна горизонтальные и вертикальные. В горизонтальных дренажах осушающее действие обусловлено самотечным движением подземных вод, которые поступают в дрены из-за значительного увеличения коэффициента фильтрации дрены по отношению к окружающему грунту. В системе вертикальных дренажей отвод и понижение уровня подземных вод осуще­ствляется созданием разряжения в системе с помощью насосов.

По конструктивным решениям дренажи подразделяются на открытый: закрытый простейшего типа; закрытый трубчатый; галерейный; пластовый, пристенный; вертикальный

Открытый дренаж— открытые канавы или траншеи различной глубины, как правило, до 2 м. При малой глубине стенки канавы имеют естественные откосы, с увеличением глубины они укрепляются. Для уменьшения размеров поверху траншеи выполняют с вертикальными стенками, при этом их делают с креплением из щитов или деревянных рам с распорками.

Закрытый дренаж простейшего типа— траншеи, заполненные дренирующим материалом и засыпанные песком или местным грунтом до планировочной отметки поверхности земли. При этом закрытый дренаж с дренирующим материалом подвержен частому засорению частицами грунта, поступающими в него вместе с грунтовыми водами, а прочистка его весьма затруднена из-за необходимости вскрывать траншеи.

Закрытый трубчатый дренаж наиболее совершенный и соответствует высокой степени благоустройства городской территории. Он состоит из дренажной трубы, отводящей собранную воду и дренирующей обсыпки, захватывающей подземные воды. Траншея, в которой проложен трубчатый дренаж, полностью засыпается местным грунтом. По трассе дренажа устанавливаются смотровые колодцы, обеспечивающие осмотр, контроль и прочистку дренажной трубы. Применя­ются дренажные трубы из различного материала — керамические, бетонные, асбестоцементные. Они имеют не заделанные стыки, щели, специальные отверстия, через которые грунтовые воды по­ступают в трубы.

Галерейный дренаж — бетонные или железобетонные галереи проходного или полупроходного типа с лотком для отвода дренажных вод и водоприемными отверстиями в нижних частях стенок, которые отсоединяются от водоносного грунта дренирующим слоем. Прокладывают галереи открытым способом или с помощью подземных проходок. Галерейный дренаж применяют при больших потоках подземных вод, в особо неблагоприятных условиях, главным образом в оползневых районах.

Пластовый дренаж используют для приема и отвода подземных вод от отдельных объектов и сооружений, причем наиболее часто в основании подземных коллекторов для прокладки инженерных коммуникаций, а также под основанием дорожных конструкций. Он может служить и для защиты от подтопления подвальных помещений зданий. В этом случае он иногда совмещается с пристенным дренажом.

Пристенный дренаж устраивают при защите фундаментов зданий для перехвата грунтовых вод и верховодки. Он представляет собой ленточный дренаж, состоящий из дренажных труб с фильтрующей обсыпкой, укладываемых с наружной стороны здания.

Фильтрующая обсыпка перехватывает поступающие к зданию подземные воды, которые по трубам отводятся за пределы данного сооружения.

Конструктивные решения дренажей:

а - закрытый дренаж простейшего типа; 1 - щебеночный дренаж: 2 - каменно-щебеночный дренаж; б - закрытый, трубчатый дренаж: в - галерейный дренаж: г - пластовый дренаж; 1 — местный грунт: 2 - щебень или гравий: 3 - песок; 4 - гравий;

5 - каменная выкладка; 6 -глинобетонная подушка; 7 - два слоя дерна с глиняной прослойкой; 8 - дренажная труба; 9 - дренирующая обсыпка; 10 – бетон; 11 - водоприемные отверстия в стенках; 12 — дренирующий слой песка;

13 — лоток в галерее.

Вертикальные дренажиприменяют главным образом при большом потоке подземных вод и в случае необходимости их перехвата на значительной глубине. Они состоят из групп трубчатых ко­лодцев, представляющих собой дрены — осушители, объединяемые водоотводящими трубами, которые соединены с насосной станцией.

Овраги

Овраги - это эрозии поверхности почвы в результате воздействия потоков воды на рыхлые породы. Овраги наблюдаются во всех природных зонах, особенно на водосборах, склонах речных долин, равнинных возвышенностей.

Естественные причины оврагов: особенности рельефа; режим стока; свойства грунтов (горизонтальная и вертикальная расчленённость и волнистость рельефа, крутизна склонов, выпадение большого количества атмосферных осадков, рыхлость, лёгкая размываемость и слабая водопроницаемость пород, образование трещин в толще подстилающих пород в результате периодического промерзания и оттаивания, отсутствие растительности водоразделах и склонах).

Антропогенные факторы: подрезка распашка склонов; устройство незакреплённых насыпей и выемок при прокладке поперёк слон и дорог; неорганизованный сброс вод в овраги; размывы при утечке воды из сети; нарушение дернового покрова и вырубка деревьев и кустарников.

Процесс оврагообразования состоит из 4-х стадий:

1. образование рытвин и промоин,

2. врезание оврага вершины, углубление и развитие отвержков,

3. выработка профиля оврагов,

4. затухание процессов эрозии и превращение оврагов в балку.

В процессе развития оврага меняются его характеристики. Вначале он имеет небольшую ширину при значительной глубине, обрывистые без растительности склоны ( активный овраг). Со временем овраг превращается в балку, ширина которой больше глубины, а склоны зарастают. Основные задачи инженерной подготовки на территории с оврагами являются:

1. изменение природно-техногенной обстановки на территории с целью предотвращения развития оврагов,

2. частичная или полная ликвидация оврага,

3. проведение специальных инженерных мероприятий по подготовке и приспособлению оврагов к использованию.

Система мероприятий по борьбе с оврагами.В зависимости от стадии развития оврагов применяют те или иные мероприятия по борьбе с ними. Так, на первой стадии развития для борьбы с оврагообразованием следует предусмотреть заравнивание промоин, посев многолетних трав, прекращение вырубки кустарников и лесов, планировку территории для упорядочения стока поверхностных вод. На второй стадии могут быть применены те же мероприятия, но в гораздо больших масштабах.

Кроме того, в таких случаях предусматривают укрепление дна оврага (мощением или сооружением лотков, запруд, плетней и других конструкций, способствующих задержанию и выпадению наносов), устройство обвалования и нагорных канав вдоль бровки от­коса, задерживающих неорганизованный сброс поверхностных вод. На третьей стадии особое внимание должно быть уделено устранению боковых абразивных процессов. Здесь уместно устраивать у подножия склонов продольные плетневые ограды с забивкой их землей и проводить другие противоэрозионные мероприятия. И, разумеется, весьма эффективная мера — облесение склонов. На четвертой стадии крепление оврагов заключается в посеве многолетних трав на склонах, посадках кустарников и деревьев.

Поверхностный сток на территориях, расположенных за пределами застроенной части города, регулируется путем устройства нагорных канав и оградительных валов, укрепления склонов и дна оврагов и балок зелеными посадками.

Мероприятия по инженерной подготовке одновременно являются и мероприятиями, но благоустройству городской территории (водостоки, зеленые насаждения и т.п.). Поэтому обе группы мероприятий целесообразно проводить одновременно, в состав этих мероприятий входят следующие работы: вертикальная планировка территории, выполняемая с помощью земляных работ; сооружение открытых и закрытых водостоков; понижение и перехват подземных вод; обле­сение приовражных территорий и самих оврагов.

Вертикальная планировка осуществляется при ликвидации оврагов и инженерной подготовке сохраняемых оврагов.

Ликвидация оврагов производится путем террасирования приовражных территорий, сплошной засыпкой привозным грунтом или намывом грунта средствами гидромеханизации.

Эффективна засыпка оврагов каньонного типа, т.е. с крупными склонами и малой шириной поверху. В меньшей степени она целесообразна при неглубоких и пологих оврагах. Засыпка начинается с верховых участков оврага и постепенно передвигается к базису эрозии. Глубокие овраги засыпаются в несколько ярусов. При засыпке оврага привозным грунтом обязательно послойное уплотнение (чаще всего для этой цели используют автомобили, доставляющие грунт). Намытый грунт стабилизируется сам в процессе отдачи воды из смеси. После окончания засыпки или намыва грунта выполняют вертикальную планировку всей территории.

Мероприятия по инженерной подготовке оврагов

Мероприятия по инженерной подготовке и благоустройству оврагов:

а — уполаживание и террасирование склонов; 6— частичная засыпка; в— сплошная засыпка;

г - устройство донных запруд; д - нагорная канава для перехвата поверхностных вод;

е — озеленение оврага