3.1. Осушение и дренаж оснований (ч. 4)
Водопонижение с помощью лучевого дренажа было успешно осуществлено на Днепропетровском шинном заводе. На стенах отдельных зданий, начиная с 1970 г., стали появляться трещины просадочного характера с шириной раскрытия от 50 до 200 мм. Как показали наблюдения и анализ местных условий, осадки фундаментов, достигавшие 40—100 мм, вызывались замачиванием лессовидных просадочных грунтов, на которых были построены промышленные корпуса завода.
В период изысканий под строительство завода (1956 г.) грунтовые воды до глубины 30-35 м не были обнаружены. К 1978 г. уровень грунтовых вод находился на глубине 5—7 м, т.е. за время эксплуатации завода грунтовые воды поднялись на 25—30 м и этот подъем неуклонно продолжался. При замачивании грунтов сжимаемой толщи деформации фундаментов могли значительно возрасти, поэтому потребовалось срочно проектировать и выполнять мероприятия по снижению уровня грунтовых вод.
Применение вертикального или горизонтального дренажа в условиях действующих цехов оказалось невозможным из-за высокой плотности застройки, насыщенности оборудованием и наличия на промышленных площадках густой сети подземных коммуникаций. Поэтому для водопонижения был принят способ лучевого дренажа.
Для каждого здания была разработана своя система водопонижения. Например, для главного корпуса был запроектирован лучевой дренаж, включающий восемь шахтных железобетонных колодцев с горизонтальными лучевыми дренами длиной 40—90 м (из расчета перекрытия всей площадки под корпусом). Из каждого колодца расходилось четыре-пять лучей, перекрывающих влияние друг друга. Колодцы глубиной 14 м располагались снаружи по периметру здания.
Расчет системы лучевых дренажей производился путем последовательного вычисления общего дебита каждого колодца, дебита всей системы взаимодействующих дренажей, дебита каждого колодца с учетом их взаимодействия, притока, приходящегося на 1 м горизонтальной дрены для каждого дренажа, и понижения уровня грунтовых вод в произвольной точке пласта при работе лучевых дренажей. Вычисления выполнялись для нескольких контрольных и наиболее ответственных точек осушаемой территории. Необходимый дренажный эффект достигался путем увеличения числа лучевых скважин, при достижении требуемого снижения уровней воды в заданных точках промышленной площадки расчеты завершались. При расчете использовалась программа для ЭЦВМ "Наири-2" в соответствии с методикой, разработанной Белгородским институтом ВИОГЕМ.
Под отдельные небольшие сооружения возможно осуществление водопонижения системой лучей-дрен из одного колодца. Такая схема была принята, например, для водопонижения под складом мазута теплофикационной котельной (рис. 3.5). Лучи-дрены проходили под заглубленными помещениями склада для снижения уровня грунтовых вод ниже фундаментов и осушения подвалов.
Лучевые дрены представляли собой каркасно-проволочные фильтры диаметром 135 мм из нержавеющей витой проволоки диаметром 2 мм с зазором между витками 3,5 мм. По витой проволоке сделано фильтрующее покрытие из четырех-пяти слоев нетканого стеклохолста марки ВВ1.
Стены шахтных колодцев выполнялись методом "стена в грунте" следующим образом. В разработанную широкозахватным грейфером под защитой глинистого раствора траншею опускались сборные железобетонные панели стен колодца, омоноличиваемые между собой. Затем внутри колодца грейфером разрабатывался грунт и устраивалось монолитное железобетонное днище колодца по дренажной засыпке и гидроизоляции. Горизонтальные лучевые скважины из колодца бурились с помощью станка УЛБ-130. Бурение выполнялось в обсадных трубах диаметром 150 мм, которые извлекались после установки в них фильтров.
При работе лучевого дренажа грунтовые воды, поступающие в лучевые дрены, систематически отродятся в водосборный приямок шахтного колодца, откуда периодически откачиваются насосами в ливневую канализацию.