Дренажная скважина

Полезная модель относится к строительству и гидромелиорации и может быть использована для осушения подземных частей зданий и сооружений, участков дорог, откосов выемок.
Известна конструкция вертикального дренажа, включающая железобетонный колодец и железобетонное днище (Ясинецкий В.Г., Фенин Н.К. «Организация и технология гидромелиоративных работ, М., «Агропромиздат», 1986, с. 318-321).
Недостатком известной конструкции является большой объем бетонных работ. Кроме того, при интенсивном обводнении происходит образование карстов из-за выноса глинистых частиц в водопонижающий колодец, что в условиях городской застройки неизбежно приводит к деформации фундаментов, размещенных в зоне дренажа.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому эффекту является конструкция дренажной скважины (патент РФ № 2330916, МПК Е02Д 11/00), содержащая центральную водосборную фильтровую колонну, выполненную в виде перфорированной трубы, фильтрующее покрытие, расположенное на наружной поверхности центральной водосборной фильтровой колонны, приспособление для рыхления прилегающих снаружи к центральной водосборной фильтровой колонне сыпучих материалов, ограждающую трубу с фильтрационными устройствами, расположенную коаксиально снаружи центральной водосборной фильтровой колонны, и фильтрующую обсыпку из сыпучих материалов, размещенную в кольцевом промежутке между центральной водосборной фильтровой колонной и ограждающей трубой, а на наружной поверхности центральной водосборной фильтровой колонны закреплены дискретно ярусами и продольными рядами по ее высоте центрирующие выступы, выполненные в виде радиально расположенных пластин с длиной, меньшей ширины кольцевого промежутка между центральной водосборной фильтровой колонной и ограждающей трубой на величину, достаточную для беспрепятственного погружения центральной водосборной фильтровой колонны в скважину с уже установленной в ней ограждающей трубой, Кроме того, фильтрационные устройства ограждающей трубы и перфорация в центральной водосборной фильтровой колонне, а также фильтрующее покрытие на наружной поверхности центральной водосборной фильтровой колонны соответственно выполнены и расположены по глубине скважины на ее участках, проходящих через водоносный и дренирующий слои.
Недостатком известной дренажной скважины является повышенная сложность и большие трудозатраты на ее изготовление из-за большого количества применяемых конструктивных элементов: рыхлителей, центраторов, специальных приспособлений, использование в некоторых случаях искусственного гранулированного материала. Кроме того, для поддержания работоспособности такой дренажной скважины и предотвращения кольмативности обсыпки требуется периодическая очистка скважины.
Технической задачей является упрощение изготовления и снижение трудозатрат.
Указанная техническая задача достигается тем, что в дренажной скважине, содержащей центральную водосборную фильтровую колонну, выполненную в виде перфорированной трубы, фильтрующее покрытие, расположенное на наружной поверхности центральной водосборной фильтровой колонны, ограждающую трубу с фильтрационными устройствами, расположенную коаксиально снаружи центральной водосборной фильтровой колонны, и фильтрующую обсыпку из сыпучих материалов, размещенную в кольцевом промежутке между центральной водосборной фильтровой колонной и ограждающей трубой, фильтрационные устройства образованы выполненными на диаметрально противоположных сторонах ограждающей трубы радиальных каналов, причем каналы и фильтрующее покрытие на наружной поверхности центральной водосборной фильтровой колонны выполнены и расположены по глубине скважины на участках, проходящих через водоносный и дренирующий слои, при этом соотношение диаметров фильтрационных устройств ограждающей трубы в водоносном и дренирующем слоях составляет 1:2.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен продольный разрез дренажной скважины, на фиг. 2 - поперечный разрез фиг. 1.
Устройство включает размещенную в скважине 1 в водоносном грунтовом слое 2 ограждающую трубу 3 с фильтрационными устройствами в виде радиальных каналов 4 и 5, выполненных на диаметрально противоположных сторонах ограждающей трубы, центральную водосборную фильтровую колонну 6, выполненную в виде перфорированной трубы, фильтрующее покрытие 7, расположенное на наружной поверхности водосборной фильтровой колонны, дренирующий слой 8, водоупорный слой 9, фильтрующую обсыпку 10 из песчано-гравийной смеси, размещенную в кольцевом промежутке между центральной водосборной фильтровой колонной 6 и ограждающей трубой 10, наконечник 11 и камуфлетную крышку 12 с перфорацией 13 и фильтр 14. Диаметр впускных каналов 4 в два раза меньше диаметра выпускных каналов 5 для обеспечения постепенного истечения воды в трубу 3 без образования размывов, пустот или карстовых явлений в грунтовом массиве. Ограждающая труба 3 с радиальными каналами 4 и 5 расположена коаксиально снаружи центральной водосборной фильтровой колонны 6 и эти каналы и фильтрующее покрытие 7 на наружной поверхности водосборной фильтровой колонны 6 выполнены и расположены по глубине скважины на участках, проходящих через водоносный 2 и дренирующий 8 слои. Фильтровую трубу 6 изготовливают из полихролвинила, а фильтр 7 из дорнит-4.
Диаметр каналов 4 определяют с учетом дебита скважины, длины дырчатой части фильтра, степени скважности и скорости поступления воды в дренажное устройство («Справочник по инженерной геологии», 1939, стр. 256, формула (277)).
Дренажную скважину устраивают в зоне водосбора и (или) при наличии большого количества грунтовой воды, так называемой «верховодки». Предварительно производят бурение 1-2 разведочных инженерно-геологических скважин. Определяют литологический разрез (состав, глубину залегания и мощность каждого слоя, в том числе и дренирующего слоя). Затем опускают в скважину 1 специально изготовленную с фильтрационными устройствами 4, 5 в нужных местах ограждающую трубу 3 с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра скважины. После этого в скважину с уже установленной в ней ограждающей трубой 3 опускают центральную водосборную фильтровую колонну 6. Затем кольцевой промежуток между центральной водосборной фильтровой колонной 6 и ограждающей трубой 3 заполняют фильтрующей обсыпкой 10. Дренажная скважина работает следующим образом.
Грунтовая вода из водоносного слоя 2 через фильтрационные устройства 4 ограждающей трубы 3, а также вода, скопившаяся на участке водосбора, через перфорацию 13 камуфлетной крышки 12 и фильтр 14 притекает в фильтрующую обсыпку 10 и из нее через фильтрующее покрытие 7 поступает в центральную водосборную фильтровую колонну 6. Вода по центральной водосборной фильтровой колонне 6, минуя водоупорный слой 9, поступает в нижнюю ее часть, где за счет большей величины каналов 5 создается «вакуум» в верхней части фильтровой колонны и вода под давлением инфильтруется через фильтр 7 и песчано-гравийную смесь 10 в выпускные каналы 5 и далее в дренирующий слой 8. Таким образом, происходит водопонижение и осушение грунтового массива в зонах водосбора и (или) при наличии грунтовых вод.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция дренажной скважины значительно проще, не требует затрат по ее эксплуатации, неэнергозатратна, работает стационарно, в автономном режиме.