Когда подрядчики обнаруживают грунтовые воды, которые мешают строительным работам, в большинстве случаев лучше всего задать следующий вопрос: “Могу ли я использовать систему водопонижения иглофильтрами?”
Водопонижение необходимо, когда глубина выемки грунта превышает статический уровень грунтовых вод. Водопонижение иглофильтрами наиболее часто используется для поддержания участка в “приемлемо сухом” состоянии. В подходящих грунтовых условиях, при правильном проектировании и установке системы водопонижения иглофильтрами позволяют отводить воду быстрее, чем другие методы. Это экономичное решение, поскольку системы водопонижения иглофильтрами не требуют громоздкого бурового оборудования. Кроме того, они могут быть установлены относительно быстро. Водопонижение иглофильтрами подходит для широкого спектра применений, включая рытье котлованов для фундаментов, подземных парковок, канализационных сетей, трубопроводов, туннелей, каналов, плотин и дамб. Оно также позволяет осуществлять точечное осушение на небольших участках, например, вблизи инженерных коммуникаций.
Ключ к успеху — правильный выбор оборудования и предотвращение распространенных ошибок.
Как работает водопонижение иглофильтрами
Система водопонижения иглофильтрами состоит из ряда неглубоких трубчатых колодцев небольшого диаметра, расположенных на соответствующем расстоянии друг от друга, как правило, по периметру котлована или вдоль траншеи. Вертикальный стояк, соединенный с фильтром трубчатого колодца, выполняет функцию соломинки для отвода воды из почвы. Вертикальные трубы соединены с горизонтальной трубой, называемой всасывающим магистральным трубопроводом, которая соединяется с насосом. Для заливки системы насос заполняется водой. Когда насос выталкивает воду, создается вакуум. Затем вода удаляется из грунта посредством всасывания и транспортируется к месту слива.
Гибкие шланги с клапанами, присоединенные к трубам стояка и всасывающим магистральным трубам, используются для “настройки” положения иглофильтров путем ограничения количества проходящего через них воздуха.
Выбор системы водопонижения в зависимости от области применения
Системы водопонижения иглофильтрами предназначены для выемки грунта максимальной глубиной 18 футов. При оптимальных грунтовых условиях потенциально их можно использовать для выемки грунта чуть глубже. Если глубина выемки превышает допустимую для системы высоту всасывания, насос не сможет откачать воду глубже, чем на 18 футов.
Выбор метода установки
Метод установки иглофильтров зависит от типа грунта и других особенностей участка, включая наличие препятствий, таких как подземные коммуникации, воздушные линии электропередачи и прилегающие здания. На выбор метода установки также влияет наличие персонала и оборудования.
Иглофильтры часто устанавливают вручную с помощью струй воды под давлением. При наличии экскаватора иглофильтры могут быть установлены с помощью струйного насоса или шнека, прикрепленного к экскаватору, или с помощью комбинации бурения и струйного воздействия. В илистом грунте можно использовать обсадную трубу для нагнетания, чтобы скважина оставалась открытой достаточно долго для установки чистого песчаного фильтра вокруг иглофильтров.
Распространенные ошибки при водопонижении иглофильтрами
Предотвратив описанные ниже распространенные ошибки, подрядчики могут избежать штрафов и получить максимальную выгоду от системы водопонижения иглофильтрами.
- Отсутствие необходимых разрешений на сброс сточных вод – во многих штатах и населенных пунктах требуются разрешения на сброс удаляемой воды. Подрядчик может потерять время и деньги, если государственный инспектор решит, что работы должны быть прекращены из-за несоблюдения требований, и наложит штраф.
- Бурение без лицензии – в некоторых штатах требуется, чтобы все работы по водопонижению выполнялись лицензированным бурильщиком.
- Работа без геотехнических данных – успех водопонижения иглофильтрами частично зависит от типа грунта, в котором используется система. В геолого-техническом отчете указаны типы грунта в выемке и глубина залегания каждого слоя, а также уровень залегания грунтовых вод. Эта информация определяет глубину и расстояние между иглофильтрами.
- Размещение слишком малого количества иглофильтров – размер области, на которой один иглофильтр может откачивать воду, зависит от типа грунта. На участке с мелкозернистым грунтом эффект водопонижения системы иглофильтров будет иметь радиус воздействия, равный примерно 6½ футам на каждый фут понижения уровня воды. Поэтому для проведения крупных земляных работ в мелкозернистом грунте могут потребоваться дополнительные иглофильтры в середине. В щебенистом грунте эффект водопонижения системы иглофильтров будет иметь радиус воздействия примерно в 30 футов на каждый фут понижения уровня воды.
- Выбор неэффективного насоса – иногда для водопонижения иглофильтрами подрядчики используют любой насос, который у них есть под рукой, но он может подходить по типу и размеру. Выбор подходящего насоса зависит от области применения. Это должен быть высокоэффективный, вакуумный, водоотливной насос. Размер тоже имеет значение. Для откачки воды с заданным расходом может потребоваться насос диаметром от 4 до 12 дюймов. При расчете расхода определяется объем воды, который необходимо перекачать, что определяет количество иглофильтров и размер насоса. Для более крупных выработок может потребоваться насос, способный перекачивать больший объем и обладающий более высокой производительностью.
- Размещение насоса в неблагоприятном месте. Размещение насоса – это ключ к эффективному водопонижению. Например, установка насоса в верхней части откоса, на большей высоте, чем всасывающий магистральный трубопровод и иглофильтры, приводит к усложнению работы насоса для поддержания вакуума. Более эффективно расположить его на той же высоте, что и предполагаемое расположение всасывающего магистрального трубопровода.
- Использование неправильных фильтров – в некоторых случаях требуются иглофильтры из нержавеющей стали и резиновые гибкие шланги, а не пластиковые. Если в грунтовых водах присутствуют растворители, они могут агрессивно воздействовать на материалы из пластмассы.
- Пренебрежение песчаными фильтрами – при работе на мелкозернистых илистых почвах рекомендуется устанавливать чистые песчаные фильтры вокруг иглофильтров. Это сократит количество перекачиваемых мелких частиц и предотвратит возможное оседание близлежащих конструкций.
- Отсутствие точной настройки системы — одной из наиболее распространенных ошибок, которые допускают подрядчики при эксплуатации системы водопонижения иглофильтрами, является неспособность отрегулировать клапаны на шлангах так, как это необходимо для повышения эффективности системы. Точная регулировка клапанов позволяет контролировать количество воздуха и воды, поступающих через отдельные иглофильтры, чтобы максимально увеличить вакуум в системе. Если труба всасывает воздух, она не всасывает воду.
Полагаясь на опыт
Квалифицированный поставщик полного комплекса услуг определит необходимые разрешения, проверит местные ограничения на сброс сточных вод, получит геотехническую информацию, выполнит расчеты водопонижения и определит идеальное количество иглофильтров и их оптимальное размещение. Он подберет или посоветует оптимальный тип и размер насоса. В некоторых случаях использование нескольких насосов меньшего размера вместо одного большого насоса может привести к более эффективному водопонижению.
Джозеф Хокбергер — региональный управляющий отделом разработки и услуг по водопонижению в компании United Rentals Fluid Solutions. Джозеф Хокбергер имеет более чем 47-летний опыт работы в сфере водопонижения, который включает в себя управление операциями по водопонижению, буровые услуги, селевой метод проходки канав и восстановление грунтовых вод.
