СПОСОБ СОЗДАНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО ПРИСТЕННОГО ДРЕНАЖА С ВЕРТИКАЛЬНЫМИ СОБИРАТЕЛЯМИ
METHOD TO CREATE COMBINED WALL DRAINAGE WITH VERTICAL COLLECTORS

Изобретение относится к области промышленного и гражданского строительства и может быть использовано при строительстве подземных подвалов и гаражей в условиях высокого стояния уровня грунтовых вод.
Известен способ создания комбинированного горизонтального кольцевого, пластового и пристенного дренажа, включающий выполнение горизонтального кольцевого дренажа с трубчатой дреной с гравийной обсыпкой и обернутой геотекстилем; выполнение пластового дренажа под днищем подвала с фильтрующей обсыпкой из щебня; оборудование приямка для приема дренажных вод с засыпкой крупнозернистым песком; выполнение гидроизоляции стен и днища подвала из двух слоев армобитепа; забивку свай и выполнение шпунтовой стенки. (Абрамов С.К. Подземные дренажи в промышленности и городском строительстве. - М.: Стройиздат, 1973. - 280 с.).
Недостатком данного способа является то, при колебаниях уровня грунтовых вод комбинированный горизонтальный кольцевой, пластовый и пристенный дренаж сразу не срабатывает. И грунтовые воды до наступления стадии полной установившейся фильтрации (пока кривая депрессии не установится) подпирают и смачивают стены подвала. А уже потом начинает работать трубчатая дрена кольцевого дренажа и понижать грунтовку, не давая воде соприкасаться со стеной.
Известен способ понижения уровня грунтовых вод при строительстве и эксплуатации подземных сооружений, расположенных ниже уровня грунтовых вод, и устройство для осуществления способа (патент РФ №2357045, МПК E02D 27/10, от 27.05.2009).
Недостатком способа понижения уровня грунтовых вод является то, что не обеспечивается отвод грунтовых вод от стен подземного сооружения.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является подземная часть бетонной стены с пристенным дренажом, включающим фильтрующую оболочку из полимерного материала, вертикально уложенную на наружную поверхность стены с образованием каналов, отводящих воду из грунтовой засыпки в обсыпку дренажной трубы, соединенной с отводящим коллектором (патент РФ №2462560, МПК E02D 31/02, от 27.09.2012). Данный способ принят за прототип.
Недостатком данного способа является то, что при колебаниях уровня грунтовых вод дренаж сразу не срабатывает. Грунтовые воды до наступления стадии полной установившейся фильтрации (пока кривая депрессии не установится) подпирают и смачивают стены подвала.
Способ создания комбинированного пристенного дренажа с вертикальными собирателями включает предварительное выполнение горизонтального кольцевого дренажа с трубчатой дреной с гравийной обсыпкой и обернутой геотекстилем, а также устройство пластового дренажа под днищем подвала с фильтрующей обсыпкой из щебня. Для приема дренажных вод приямок оборудуется засыпкой из крупнозернистого песка. Стены и днище подвала гидроизолируются двумя слоями армобитепа. Производится забивка свай и выполняется шпунтовая стенка. Перпендикулярно горизонтальным дренам вплотную к шпунтовой стенке через расчетное расстояние устраиваются вертикальные перфорированные пластмассовые трубы малого диаметра, обернутые защитно-фильтрующим материалом и объединенные в единую систему. Для быстрого понижения уровня грунтовых вод при сезонных колебаниях применяется принудительная откачка из объединенных в единую систему вертикальных сооружений с последующим сбросом воды в горизонтальный кольцевой дренаж.
Высота труб вертикальных собирателей принимается из расчета их работы при высоком стоянии УГВ.
Технический результат предлагаемого изобретения состоит в повышении надежности и долговечности зданий или сооружений, а также увеличении водоотводящей способности фильтрующей обсыпки. Эффективность работы дренажа повышается за счет более быстрого понижения уровня грунтовых вод вблизи зданий и сооружений.
Способ создания комбинированного пристенного дренажа с вертикальными собирателями (фиг.1) выполняется следующим образом. Выполняется горизонтальный кольцевой дренаж 1 с трубчатой дреной диаметром 200 мм и гравийной обсыпкой 500x500 мм, обернутой геотекстилем. Вплотную к шпунтовой стенке 9 устраиваются вертикальные собиратели 2, выполненные из перфорированных и пластмассовых труб диаметром 100 мм через расчетные расстояния, обернутые геотекстилем. Одновременно выполняется пластовый дренаж 3 под днищем подвала с фильтрующей обсыпкой из щебня толщиной 200-500 мм, а также оборудуется приямок 4 для приема дренажных вод. Производится гидроизоляция стен 6 и днища подвала 7 из двух слоев армобитепа 5. Забиваются сваи 8 и выполнятся шпунтовая стенка 9. В пространство между слоями армобитепа 5 и вертикальными собирателями 2 и шпунтовой стенкой 9 засыпается крупнозернистый песок. Откачка воды из вертикальных собирателей производится насосом 10 и сбрасывается в горизонтальный кольцевой дренаж 1.
Особенность расчета комбинированного дренажа заключается в дополнительном притоке грунтовых вод в вертикальные собиратели с принудительной откачкой, которые можно считать совершенными скважинами с односторонним притоком.
С учетом вышеизложенного односторонний приток грунтовых вод к вертикальному собирателю можно найти по формуле:
<mrow><msub><mi>Q</mi><mrow><mi>в</mi><mi>е</mi><mi>р</mi><mi>т</mi><mo>.</mo><mtext> соб</mtext><mtext>. с прин</mtext><mtext>. отк</mtext><mtext>.</mtext></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><mo>⋅</mo><mfrac><mrow><mi>π</mi><msub><mi>k</mi><mrow><mi>п</mi><mi>р</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><msup><mi>H</mi><mn>2</mn></msup><mo>−</mo><msubsup><mi>h</mi><mi>c</mi><mn>2</mn></msubsup><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><mi>ln</mi><mfrac><mi>R</mi><mrow><msub><mi>r</mi><mi>c</mi></msub></mrow></mfrac></mrow></mfrac><mo>,</mo><mtext>                                     (1)</mtext></mrow>
<mi>H</mi>
<mrow><msub><mi>h</mi><mi>c</mi></msub></mrow>
<mi>R</mi>
<mrow><msub><mi>r</mi><mi>c</mi></msub></mrow>
где
- напор грунтовых вод;
- глубина воды в собирателе;
- радиус влияния дренажа;
- радиус трубы собирателя.
Тогда суммарный приток грунтовых вод к комбинированному дренажу, совмещенному с пластовым дренажем, будет равен:
<mrow><msub><mi>Q</mi><mrow><mi>с</mi><mi>у</mi><mi>м</mi><mo>.</mo><mtext>комб</mtext><mtext>.др</mtext></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>Q</mi><mrow><mi>с</mi><mi>у</mi><mi>м</mi><mo>.</mo><mi>к</mi><mi>о</mi><mi>л</mi><mi>ь</mi><mi>ц</mi><mo>.</mo><mi>г</mi><mi>о</mi><mi>р</mi><mo>.</mo><mi>д</mi><mi>р</mi></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>Q</mi><mrow><mi>с</mi><mi>у</mi><mi>м</mi><mo>.</mo><mtext>пл</mtext><mtext>.др</mtext></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>Q</mi><mrow><mi>в</mi><mi>е</mi><mi>р</mi><mi>т</mi><mo>.</mo><mtext> соб</mtext><mtext>. с прин</mtext><mtext>. отк</mtext><mtext>.</mtext></mrow></msub><mtext>        (2)</mtext></mrow>
где,
<mrow><msub><mi>Q</mi><mrow><mi>с</mi><mi>у</mi><mi>м</mi><mo>.</mo><mtext>комб</mtext><mtext>.др</mtext></mrow></msub></mrow>
- суммарный приток грунтовых вод к комбинированному дренажу;
<mrow><msub><mi>Q</mi><mrow><mi>с</mi><mi>у</mi><mi>м</mi><mo>.</mo><mi>к</mi><mi>о</mi><mi>л</mi><mi>ь</mi><mi>ц</mi><mo>.</mo><mi>г</mi><mi>о</mi><mi>р</mi><mo>.</mo><mi>д</mi><mi>р</mi></mrow></msub></mrow>
- суммарный приток к кольцевому горизонтальному дренажу;
<mrow><msub><mi>Q</mi><mrow><mi>с</mi><mi>у</mi><mi>м</mi><mo>.</mo><mtext>пл</mtext><mtext>.др</mtext></mrow></msub></mrow>
- суммарный приток к пластовому дренажу;
<mrow><msub><mi>Q</mi><mrow><mi>в</mi><mi>е</mi><mi>р</mi><mi>т</mi><mo>.</mo><mtext> соб</mtext><mtext>. с прин</mtext><mtext>. отк</mtext><mtext>.</mtext></mrow></msub><mtext> </mtext></mrow>
- суммарный приток вертикальных собирателей с принудительной откачкой.
Предложенная конструкция комбинированного пристенного дренажа, включающая вертикальные собиратели с принудительной откачкой, является эффективной, так как обеспечивается быстрое понижение грунтовых вод при сезонных колебаниях.
Способ создания комбинированного пристенного дренажа с вертикальными собирателями позволит обеспечить быстрое понижение уровня грунтовых вод при сезонных колебаниях и повысить эффективность работы дренажа в целом.