СПОСОБ СОЗДАНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО ПРИСТЕННОГО ДРЕНАЖА С ВЕРТИКАЛЬНЫМИ СОБИРАТЕЛЯМИ Российский патент 2014 года по МПК E02B11/00 E02D31/02 

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:

$$Q_{верт.\text{ соб}\text{. с прин}\text{. отк}\text{.}}=\frac{1}{2}\cdot \frac{\pi k_{пр1}(H^2-h_c^2)}{\ln \frac{R}{r_c}},\text{ (1)}$$

где $$H$$ - напор грунтовых вод; $$h_c$$ - глубина воды в собирателе; $$R$$ - радиус влияния дренажа; $$r_c$$ - радиус трубы собирателя.

Тогда суммарный приток грунтовых вод к комбинированному дренажу, совмещенному с пластовым дренажем, будет равен:

$$Q_{сум.\text{комб}\text{.др}}=Q_{сум.кольц.гор.др}+Q_{сум.\text{пл}\text{.др}}+Q_{верт.\text{ соб}\text{. с прин}\text{. отк}\text{.}}\text{ (2)}$$

где,

$$Q_{сум.\text{комб}\text{.др}}$$ - суммарный приток грунтовых вод к комбинированному дренажу;

$$Q_{сум.кольц.гор.др}$$ - суммарный приток к кольцевому горизонтальному дренажу;

$$Q_{сум.\text{пл}\text{.др}}$$ - суммарный приток к пластовому дренажу;

$$Q_{верт.\text{ соб}\text{. с прин}\text{. отк}\text{.}}$$ - 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.

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. Предварительно выполняют горизонтальный кольцевой дренаж 1 с трубчатой дреной с гравийной обсыпкой и обернутой геотекстилем. Далее устраивают пластовый дренаж 3 под днищем подвала с фильтрующей обсыпкой из щебня. Оборудуют приямок 4 засыпкой из крупнозернистого песка. Стены 6 и днище подвала 7 гидроизолируют. Производят забивку свай 8 и выполняют шпунтовую стенку 9. Перпендикулярно горизонтальным дренам 1 вплотную в шпунтовой стенке 9 через расчетное расстояние устраивают вертикальные перфорированные пластмассовые трубы 2. Вертикальные собиратели 2 обернуты защитно-фильтрующим материалом и объединены в единую систему. Для быстрого понижения уровня грунтовых вод применяют принудительную откачку воды насосом 10 из вертикальных собирателей 2 с последующим ее сбросом в горизонтальный кольцевой дренаж 1. Обеспечивается повышение эффективности работы дренажа. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ создания комбинированного пристенного дренажа с вертикальными собирателями, включающий горизонтальный кольцевой и пластовый дренаж, а также наклеенный на наружную поверхность стены полимерный материал с выполненными в нем вертикальными каналами, отводящими грунтовую воду в горизонтальную дрену, отличающийся тем, что перпендикулярно к горизонтальному кольцевому дренажу через расчетные расстояния подсоединяют вертикальные собиратели, объединенные в единую систему, выполненные из тонких перфорированных труб с фильтрующей обмоткой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для быстрого понижения уровня грунтовых вод применяют принудительную откачку воды из объединенных в единую систему вертикальных собирателей с последующим сбросом откачанной воды в горизонтальный кольцевой дренаж.