устройство дренажа подпорных стен

Как выполнить дренаж подпорной стенки

С точки зрения общестроительных терминов подпорная стена представляет собой сооружение, которое своей конструкцией удерживает от обрушения или расползания массив грунта или другого материала на склонах местности.

В загородном строительстве подпорные стены удерживают грунт на участках с резкими перепадами уровня ландшафта, такими, как холмы, крутые склоны, овраги. Подпорная стена изготавливается из бетона, который при достаточной площади может быть использован как площадка для декоративного или художественного ландшафтного дизайна.

Подпорные стены в загородном строительстве условно делят на два функциональных типа:

Подпорная стенка может строиться только на устойчивых типах почвы, таких, как: гравий, суглинок, глина, галька, щебень. Грунтовые воды должны проходить беспрепятственно, поэтому понадобится дренаж подпорной стенки, чтобы под ней они не скапливались и не оказывали давление на конструкцию.

Дренажная система дома

При строительстве дома также необходимо проводить дренаж подпорной стенки из различных подручных материалов, поскольку, кроме давления на конструкцию, вода еще плохо влияет на состояние всех, без исключения, сооружений и коммуникаций. Подпорные стенки строятся на склонах или в местах плавного спуска к водоемам. Они удерживают эти склоны и не дают им расползаться. Дренаж организовывается с внутренней стороны, по всей длине сооружения.

Виды дренажа подпорной стенки

Есть несколько видов дренажа, которые различают в зависимости от устройства:

Для поперечного дренажа в стене предварительно делаются отверстия размером 10 сантиметром, и в них встраивается труба размером 5 сантиметров под углом.

Продольный дренаж делают с помощью гофрированной трубы, которая снабжена перфорацией. Гофрированные трубы можно заменить асбоцементными, которые монтируются сразу во время кладки стены. Для проведения дренажных работ подпорной стенки потребуются следующие инструменты:

Устройство дренажной системы

Самым лучшим материалом для дренажных работ является вынутый предварительно из траншеи грунт под устройство фундамента. В том случае, когда почва не состоит из крупных обломочных фрагментов, можно в ее состав добавить крупный песок или суглинок.

Для облегчения задачи вместо того, чтобы добавлять в вынутую почву различные твердые составляющие, можно купить готовые, которые производятся в виде дренажных полотен.

Перед началом работ, прежде чем насыпать фракционный материал около вновь возведенной подпорной стены, нужно несколько дней подождать для того, чтобы конструкция окончательно осела. В образовавшееся пустое пространство между стеной и склоном начинают закладывать подготовленный дренаж слоями. Первым слоем обычно является песок или галька, фрагменты кирпича или щебенка, которыми образовывают необходимую подушку для последующей укладки других слоев. После этого все уложенные слои засыпают грунтом, толщина которого должна быть примерно 40 сантиметров. Высыпанный грунт необходимо тщательно утрамбовать.

Через некоторое время грунт может осесть, и тогда нужно его досыпать до нужного уровня. Наверх, после окончательной усадки и утрамбовки грунта, следует нанести слой плодородной почвы, в который впоследствии можно будет высадить зеленые насаждения. Если дренаж подпорной стенки происходит на глинистых, торфяных или илистых почвах, то они по определению не должны засыпать дренажную систему. Дренажные колодцы на даче – необходимое условие.

Монтаж дренажной системы — необходимое мероприятие для укрепления подпорной стены, когда нужно предотвратить проникновение влаги внутрь, что может спровоцировать более быстрое ее разрушение. Обязательным для подпорных стен считается дренаж в том случае, когда основное сооружение находится всего на полметра выше залегания грунтовых вод, и грунт под фундаментом не имеет крупных фрагментов, таких как: обломки пород, остатки кирпичей или щебня.

Источник

Виды и устройство дренажа подпорной стенки

Конструкции, препятствующие сползанию грунта на сложных по рельефу участках, называются подпорными стенками. Они могут быть изготовлены из различного материала и нередко выполняют и декоративную функцию.

При устройстве таких сооружений следует помнить о том, что во многих случаях нарушается направление движения грунтовых (почвенных) вод, которые могут, в конце концов, привести к вымыванию опорной подушки или частичному разрушению конструкции. Решить данную проблему поможет дренаж подпорной стенки, устройство которого во многих случаях не требует значительных финансовых вложений.

Комбинированный дренаж подпорной стенки

Типы дренажных систем для защиты подпорных сооружений

На практике применяется несколько способов отвода грунтовых вод от дренажной стенки:

Прежде, чем выбирать какие виды дренажа подпорной стенки будут наиболее эффективны при определенных условиях, необходимо ознакомиться с правилами возведения данных систем.

Поперечный дренаж

Существует несколько способов провести грунтовые воды через подпорную конструкцию.

Некоторые вообще не требуют никаких финансовых вложений:

По экономичности превзойти данный вариант невозможно, правда существует большая вероятность заиливания незаполненных швов частицами вымываемого грунта.

Такой способ отвода может применяться не во всех случаях. Иногда нет возможности соорудить такой дренаж из-за нарушения целостности отделки или невозможности отвода стоков с лицевой стороны подпорной стены, тогда и используют дренаж продольного типа.

Продольные дренажные конструкции

Чтобы устроить продольный дренаж с тыльной стороны подпорной стенки укладывается слой фильтрующего материала или устанавливаются перфорированные трубы.

Продольная система дренажа

Чаще всего используется следующая схема дренажной системы:

Подобная экономия оборачивается необходимостью периодической чистки и даже замены дренажного слоя, поэтому стоит применять более надежные материалы, несмотря на то, что придется потратить определенную сумму денежных средств.

Наиболее целесообразным считается применение систем из труб такого типа, гранитного щебня и иглопробивного геотекстиля. Комплекс данных материалов позволяет обеспечить высокую производительность и долговечность дренажной системы. При этом существует возможность выполнения профилактических работ (промывки трубопроводов).

Монтаж продольной дренажной конструкции

Монтаж дренажа осуществляется следующим образом:

После этого осуществляется монтаж дренажных труб. Помните, они ложатся с уклоном в сторону накопителя стоков или места их сброса на рельеф. Уклон обычно составляет 1-2 см на погонный метр линии.

Помните, надежность и долговечность подпорной стенки во многом зависит от эффективности работы системы отведения грунтовых вод.

Источник

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДПОРНЫХ СТЕН

Дренаж подпорных стен

К таким негативным эффектам следует отнести появление барражного эффекта и рост гидростатического давления на подпорные стены. Барражный эффект (барраж) — явление поднятия уровня грунтовых вод. Барраж вызывается появлением на пути подземного потока преграды в виде заглублённого сооружения. При этом если с одной стороны сооружения (верховой) уровень грунтовых вод поднимается, то с противоположной стороны (низовой) — опускается. В результате сооружение начинает испытывать дополнительную гидростатическую нагрузку, не учтенную в проекте.

Основной мерой, направленной на предотвращение описанных явлений, служит разработка в проектной документации различных дренажных мероприятий.

Собственно дренаж предусматривается в проекте для понижения поверхности грунтовых вод. Если защищаемым объектом являются гравитационные подпорные стены набережных, то дренаж обычно не применяется — ввиду массивности конструкции и большого запаса по надежности. Также дренаж редко закладывается при проектировании подпорных стен на толстой щебёночной или каменной постели — в этом случае сама постель выполняет дренирующие функции.

Для отвода стока дренажной сети в подпорных стенах устраиваются дренажные выпуски. Сброс стока ведется в ливневую канализацию или, если это набережная, под отметку нижней кромки льда в водотоке.

Практически все дренажные системы по мере длительной эксплуатации склонны к засорению. Это происходит даже с правильно запроектированными дренажами. Причиной этому является невозможность в ряде случаев предотвратить выпадение мельчайших частиц грунта в осадок на дне труб. Именно по это причине сбросные участки дренажных систем и систем поверхностного стока не совмещаются вместе. Для очистки дренажа в проекте предусматривается возможность его ограниченного ремонта.

Конструкция дренажной линии подпорной стены в простейшем случае представляет собой грунтовую призму, которая примыкает к тыловой (засыпаемой грунтом) грани стены. По длине призмы с шагом около 5 м размещаются дренажные выпуски — трубы диаметром 200 мм. Эти трубы с выходной стороны защищаются небольшими сетками. Если в грунтовой призме укладывается дренажная перфорированная труба, то такой дренаж называется трубчатым. У трубчатого дренажа дренажные выпуски устраиваются существенно реже — только в характерных местах подпорной стены (повороты, концевые открылки и т.п.). Вокруг трубы выполняется обратный фильтр. Если в качестве материала обратной засыпки подпорной стены выступает мелкозернистый песок, то идеальным вариантом обратного фильтра может быть следующая последовательность из четырёх слоёв (начиная от наружного): среднезернистый песок (толщина 250 мм), гравелистый песок (толщина 250 мм), щебень фракции 20—40 мм (толщина 500 мм), камень крупностью 150—200 мм (толщина 500 мм). Продольный уклон дренажной трубы принимается не менее 0,002 для глинистых грунтов и 0,003 для песчаных грунтов.

Источник

Руководство по проектированию подпорных стен

Подпорная стенка возводится на участке с неровным рельефом с целью зонирования, предотвращения вымывания почвы и возникновения оползней и обвалов. Также устройство такой конструкции позволяет сделать вид ландшафта интереснее. При проектировании подпорных стен важно соблюдение технологии, правильное устройство фундамента и дренажа.

Проектирование и расчет подпорной стенки

Подпорные стенки возводятся с целью предотвращения оползней

Прежде чем делать проект стены, нужно оценить факторы, способные влиять на ее устойчивость. Сюда относятся сейсмические явления, зимнее набухание грунта, вибрации (к примеру, от железнодорожных путей), подмывание дождем. Толщина конструкции выбирается сообразно высоте и характеристикам грунта. К примеру, высокая подпорная стена, стоящая на относительно мягкой почве, должна быть достаточно толстой. Возводить конструкцию нужно на устойчивом грунте из щебня, гравия или глины. Глубина промерзания не должна превышать 1,5 м. Нельзя, чтобы грунтовые воды поднимались выше, чем на 1-1,5 м ниже поверхности.

Если высота постройки больше 2 м, на ее устойчивость также оказывает влияние сила ветра. Такие стены особенно требовательны к точности расчетов, требующих внимания к ряду факторов: подвижность грунта, плотность стройматериала, подверженность возникновению трещин. Проводить их должны специалисты, опираясь на профессиональные руководства. Своими руками можно монтировать невысокие конструкции (не более 1,4 м надземной части).

Наклон у задней части сооружения бывает крутым и пологим. Форма конструкции сбоку, как правило, прямоугольник либо трапеция. Габариты подошвы должны составлять 50-70% от высоты стенки. Толщину подбирают в зависимости от особенностей грунта. Если он пластичный и состоит в основном из частиц песка и глины, подпорка должна быть массивной. В этом случае толщина равна половине высоты. Для твердых почв (кварцевых, шпатовых и подобных) соотношение параметров будет 1:4, для промежуточных вариантов – 1:3.

Действующие нагрузки и устойчивость

При постройке подпорной стены учитывается вес грунта, который будет давить на сооружение

Расчет подпорных стен требует представления о действующих на сооружение нагрузках. Они влияют на выбор стройматериала и обустройство основания. Постоянные нагрузки делятся на горизонтальные и вертикальные. К первым относятся давление грунта за конструкцией и сила трения в участках их соприкосновения. Ко вторым – масса стенки, давление на ее верхнюю часть и засыпка.

Кроме константных нагрузок, есть временные:

Для предотвращения сдвигов и повышения устойчивости можно организовать слабовыраженный наклон в сторону возвышения. Это снижает давление почвы на заднюю часть конструкции.

Распределению веса помогает устройство консоли в передней зоне. Сторону, повернутую к грунту, целесообразно сделать негладкой. У сооружений из кирпича, камня или блоков предусматривают выступы. У монолитных стен делают сколы.

Устойчивость повышает и хорошо продуманный дренаж. Чтобы снизить вертикальное давление, можно засыпать промежуток между почвой и задней частью стенки керамзитом или подобными стройматериалами с пустотелым строением.

Устройство подпорной стенки

Схема подпорной стены в разрезе — забутовка, основная часть, дренаж, фундамент

Конструкция включает в себя фундамент, основную часть и дренажную систему. Почти все варианты стенок представляет собой конфигурацию из этих трех элементов. Их исполнение может быть различным и определяется назначением, особенностями грунта и имеющимися ресурсами.

Фундамент

Его обустраивают для любых стенок, высота которых превышает 0,3 м. Особенности строения зависят от грунта, на котором проводятся работы, а также от характеристик тела. Если в почве много глины, делают выбор в пользу ленточного фундамента, сформированного из блоков. На слабых грунтах, содержащих много песка (в особенности «плывущего»), основание организуют на сваях. Низкие стенки (0,3 м и менее) заглубляются в почвенную толщу без фундамента.

Глубина закладки зависит от высоты надземной части. Если она небольшая (0,3-0,8 м), фундамент имеет размеры 0,2-0,3 м. Для стен в 0,8-1,5 м глубина будет равна 0,3-0,5 м, для более высоких (но не больше 2 м) – 0,7 м. При большой подвижности почвы или близком нахождении грунтовых вод (менее 1,7 м) производится заглубление, в 1,5 раза превосходящее ширину.

Ориентировочные размеры подпорных стен

Это часть укрепления, возвышающаяся над землей. Чтобы конструкция была устойчивой, она должна быть достаточно тяжелой. С этим и связано внимание к толщине стенок. Прежде чем начать выкладку тела, нужно заблаговременно подготовить чертеж.

Некоторые варианты исполнения стен отличаются высокой жесткостью. Сюда относятся кирпичные и каменные кладки, монолитные бетонные, постройки из соединенных раствором цемента блоков. Другие типы стен обладают упругостью. Они способны переносить слабые деформации без возникновения трещин. Это кладки из габиона и сухого камня. Верхушки таких конфигураций должны иметь не менее 0,45 м в ширину.

Величина наклона передней части зависит от особенностей строения. Если конструкция твердо зафиксирована, а суммарная высота тела и фундамента меньше 1,5 м, делать склон для этой грани не нужно. У построек большего размера слабовыраженный наклон (в пределах 15 градусов) способствует визуальному восприятию стены как вертикальной, а также увеличивает устойчивость.

Уголковая величина внутреннего трения зависит от типа почвы и ее пористости. Меньше всего угол для глины, а самый большой – для гравелистого грунта.

Дренаж и водоотвод

Функции данной системы – накопление и отведение лишних жидкостей разного происхождения (грунтового, дождевого, талых вод). Это помогает предотвратить размывание стенки и ее подтопление. Конструкции бывают поперечными, продольными или смешанными.

Подпорные стенки из различных материалов

Основными параметрами при подборе материала для строительства являются его водостойкость, невосприимчивость к агрессивной среде, легкодоступность и шансы на большую продолжительность эксплуатации. Значение имеет также высота постройки.

Из дерева

Чтобы сооружение из дерева было устойчивее, его заливают раствором бетона в грунте

Опорные стены из дерева привлекательны внешне, но материал не относится к числу наиболее долговечных. Чтобы улучшить эксплуатационные качества (добиться устойчивости к гниению и влаге), бревна и брусья обрабатывают специальными составами. Стороны, с которых элементы конструкции будут закапывать, подвергаются обжиганию либо покрытию жидким битумом. Дерево подходит для возведения невысоких построек (не более 1,5 м).

Возможно вертикальное и горизонтальное расположение бревен в опорном объекте. В первом случае глубина вкапывания составляет треть длины балки. В подготовленную траншею засыпают прослойку щебня в 0,15 м, которую затем трамбуют. Бревна ставят плотно одно к одному и укрепляют проволокой. Чтобы сооружение было устойчивее, траншею заливают смесью цемента и песка. Заднюю часть покрывают герметиком (например, рубероидом) и засыпают почвой.

При обустройстве горизонтальной конфигурации сначала закапываются опорные столбы. Расстояние между ними – 1,5-3 м. Чем оно меньше, тем надежнее будет конструкция. Горизонтальные элементы можно размещать в пазы, предварительно вырубленные в столбах, либо к их задним частям. Во втором случае нужно заблаговременно выложить гидроизоляционный материал, так как первая балка будет помещаться на землю. Бревна крепят к опорным столбам проволочными связками либо гвоздями.

Из бетона

Стена на винтовых сваях сооружается на сыпучем подвижном грунте

Подпорная стена из бетона монтируется на сваи (буронабивные либо винтовые) или на опалубку из дерева. Первый случай предпочтителен, если приходится иметь дело с ненадежным грунтом либо если стена состоит из нескольких блоков. Готовая монолитная плита промышленного производства устанавливается в предварительно вырытую траншею посредством грузоподъемника. Фундамент в этом случае готовить не требуется, если грунт не является рыхлым и ненадежным. Консоль, сделанная под небольшим углом в сторону насыпи (10-15 градусов), сделает стенку устойчивее.

Пошаговая инструкция по монтажу бетонного укрепления:

Можно обложить поверхность плиты камнем. В целях снижения затрат вместо бетонных блоков иногда используют из керамзито- и пенобетона, а также шлако- и газоблоки. Делать так не рекомендуется ввиду недостаточной прочности материалов.

Из камня

Кладка из камня подходит для невысоких подпорных стен

Такая постройка будет иметь привлекательный вид и хорошо впишется в ландшафт. Материал подходит для создания невысоких (менее 1,5 м) конфигураций. Выкладку можно производить влажным и сухим методами. Последний способ требует от производителя работ большего мастерства – ему потребуется подгонять элементы по габаритам так, чтобы они наилучшим образом прилегали друг к другу.

Тип фундамента организуют ленточный. Если раствор при возведении стенки не применяют, швы можно наполнить почвой, в которую потом посадить семена культур, имеющих мочковатую корневую систему. Это сделает конструкцию эстетичнее и прочнее.

Из габионов

Кладка подпорной стены из габионов

Такой вариант привлекателен гибкостью и влагопроницаемостью – можно не делать дренаж. Потребуется крупный щебень или речные округлые камни. Собранные ящики монтируют на выровненной почве и засыпают наполнителем. Между ними можно засыпать землю с семенами. Соединяют секции проволочными связками, обработанными противокоррозионным составом.

Из кирпича

Самостоятельно можно сделать стенку высотой до 1 м, в ином случае воспользоваться услугами мастера. Материалом служит хорошо обожженный красный кирпич, укладываемый на раствор в перевязь. Используют ленточный фундамент глубиной не менее метра и шириной втрое большей, чем у стены. На дне делают щебневую или гравиевую засыпку в 0,2-0,3 м, а сверху – песчаный слой в 0,1-0,15 м. Кладка в единичный кирпич подойдет для укреплений высотой менее 0,6 м. Для более крупных стенок ее делают в полторы-две единицы, при этом нижняя область будет шире.

Дренажная система

Пример обустройства дренажной системы подпорной стенки

Поперечный дренаж организуется размещением в толще стенки трубок с диаметром 50 мм либо обустройством отверстий диаметром 100 мм. Дистанция между соседними отверстиями равна 1 м. Еще один вариант – не цементировать какой-либо из вертикальных швов в нижних рядах кладки камня или кирпича.

При продольном способе гибкую дренажную трубку с гофрой помещают по длине конструкции на фундаменте. Ее нужно предварительно завернуть в геотекстиль.

Особые подходы с учетом ландшафта

Эстетические качества большинства используемых материалов и сама конструкция постройки позволяют сделать ее элементом ландшафта. Можно спланировать исполнение подпорной стенки на участке с уклоном в соответствии с особенностями местности. На маленьком участке с забором будет хорошо смотреться невысокая стена (до 0,6 м). Если решено возвести конструкцию больших габаритов, для гармонизации облика следует сделать ландшафт насыщеннее элементами (скамьи, ступеньки, альпийская горка и т.д.). Украсить стену можно мхом или вьющимися растениями. Отделка поверхности может быть выполнена разными облицовочными материалами – мелкими камешками, природным или искусственным камнем, плиткой.

Источник

Предисловие

Основными задачами при строительстве автомобильных дорог являются сокращение материалоемкости, сроков и стоимости работ, снижение трудозатрат и эксплуатационных расходов. Решение этих задач особенно важно при сооружении дорог в оползневых районах из-за необходимости обеспечения длительной устойчивости откосов земляного полотна и дорог на склонах.

Настоящие Методические рекомендации разработаны на основе выполненных в 1985-1987 гг. исследований дренажных конструкций с применением геотекстильных материалов, предназначенных для использования взамен традиционных дренажных конструкций из зернистых материалов.

Методические рекомендации разработали кандидаты технических наук Ю. В. Пудов и Л. И. Семендяев при участии инж. Т. Ю. Уткиной (Союздорнии) и канд. техн. наук Э. Н. Силагадзе (Тбилгипроавтодортранс).

Замечания и пожелания по настоящей работе просьба направлять по адресу: 143900, Московская обл., г. Балашиха-6, ш. Энтузиастов, 79, Союздорнии.

1. Общие положения

1.1. Настоящие Методические рекомендации разработаны в развитие основных положений соответствующих глав СНиП 2.05.02-85 и СНиП 3.08.03-85 и предназначены для применения при проектировании и сооружении автомобильных дорог в сложных инженерно-геологических условиях взамен традиционных дренажных конструкций, включающих фильтрующие обсыпки из зернистых материалов, в том числе взамен дренажных траншей, прорезей, штолен и галерей.

Методические рекомендации могут быть также использованы при осушении котлованов и строительных площадок на склонах, мокрых выемок и при восстановлении застенного дренажа различных удерживающих противооползневых конструкций.

1.2. Предложенные технические решения рассчитаны на использование в качестве основного дренирующего элемента конструкций нетканого иглопробивного геотекстильного материала, изготавливаемого из синтетических волокон.

Варианты конструктивных решений назначают по результатам технико-экономического сравнения с учетом физико-механических свойств грунтов и возможностей технологического оборудования.

1.4. Устройство дренажных конструкций следует относить к скрытым работам, на которые оформляется соответствующий акт с обязательной регистрацией качества геотекстильного материала, его сплошности, однородности; приводятся паспортные данные и результаты контрольных испытаний.

2. Основные требования к геотекстильн ым материалам

2.1. В дренажных конструкциях допускается применять геотекстильные материалы из синтетических волокон только одного вида (полиэфир, полипропилен, поливинилхлорид, полиамид) или их смеси, при этом предпочтение следует отдавать геотекстильным материалам из полипропиленовых волокон, наиболее устойчивых к воздействию кислот, щелочей и микроорганизмов.

Расчетные характеристики геотекстильных материалов назначают после их испытаний в лаборатории на фильтрационных приборах типа приборов Союздорнии (прил. 1 ). Для предварительных расчетов допускается использовать данные, приведенные в технических условиях на геотекстильные материалы.

2.3. Расчетную толщину геотекстильных материалов определяют на образце размером 50 ´ 200 мм, равномерно пригруженном нагрузкой, соответствующей весу грунта в натурных условиях, как среднее из замеров каждой из четырех сторон образца с помощью толщиномера согласно ГОСТ 15902.1-80.

В условиях строительных организаций допускается использовать микрометр.

2.5. Геотекстильные материалы (особенно из полипропилена, поливинилхлорида и полиамида) следует хранить в условиях, исключающих попадание на них воды, пыли и облучение их солнечными лучами.

3. Проектирование застенного дренаж а

3.1. Застенный дренаж предназначен для отвода грунтовых вод из-за удерживающих противооползневых сооружений.

Застенный дренаж из геотекстильных материалов устраивают в виде сплошной прослойки или отдельных прослоек, располагаемых за удерживающими конструкциями типа сборных или монолитных подпорных стен и стен, сооружаемых методом «стена в грунте», за облицовочными плитами в конструкциях из буронабивных свай, под покрытием из пневмонабрызга или плит в нагельных конструкциях и конструкциях анкерного крепления.

Во всех случаях устройства дренажа из геотекстильного материала нижнюю часть прослойки обертывают вокруг перфорированной дренажной трубы, а отвод воды из трубы осуществляют через дренажные окна, устраиваемые в теле удерживающего сооружения на уровне размещения дренажных труб.

3.2. При формировании защитного или несущего покрытия из торкретбетона или монолитного бетона по поверхности уложенной геотекстильной прослойки, например при устройстве нагельной конструкции (рис. 1 ), между прослойкой из геотекстиля и покрытием размещают прослойку из водонепроницаемого материала, например из полиэтиленовой пленки, для защиты геотекстиля от кольматации его цементным раствором.

Рис. 1. Схема нагельной конструкции:

3.3. Расчет конструкции застенного дренажа х) применением геотекстильного материала в общем случае выполняют в такой последовательности (рис. 2 ):

x ) Целесообразно выполнять на ЭВМ по разработанной в Союздорнии программе РЗД [ 3 ].

определяют максимальный приток воды q _т к дренажу при расчетном уровне Н грунтовых вод;

устанавливают нагрузку Р от грунта на геотекстильный материал в уровне расположения дренажной трубы и определяют расчетную толщину d _к геотекстильного материала;

назначают (в случае необходимости) площадь поперечного сечения F дренажного канала и определяют расстояние l между дренажными каналами;

определяют расстояние L между дренажными окнами.

Рис. 2. Схема застенного дренажа:

3.4. Максимальный приток воды к застенному дренажу на участке длины стены l (см) определяют по формуле

3.5. Расчетную толщину d _к геотекстильного материала устанавливают в лаборатории при сжатии образца геотекстиля под нагрузкой Р, соответствующей весу грунта в натурных условиях и определяемой по формуле

где g и g _в — объемная плотность соответственно грунта и воды, Н/м 3 ;

Коэффициенты K _фт и x определяют при испытаниях на фильтрационных приборах (типа приборов Союздорнии) образцов геотекстиля при удельной нагрузке Р (см. прил. 1 ).

3.7. Эффективная работа дренажа в течение всего срока службы сооружения может быть обеспечена лишь при соблюдении условия

Из условия ( 5 ) можно определить необходимые d _к или K _фт геотекстильного материала:

K _фт ³ . (6)

3.8. При отсутствии геотекстильных материалов с необходимыми характеристиками пропускную способность дренажа увеличивают путем устройства на тыльной (обращенной к грунту) поверхности стены вертикальных каналов, формируемых при бетонировании монолитных стен или изготовлении панелей и блоков при сборном варианте.

Для сокращения времени отвода воды из-за удерживающего сооружения вертикальные каналы соединяют горизонтальными или наклонными каналами, располагаемыми через 1,0-1,5 м по высоте стены. Во всех случаях длина вертикальных каналов должна на 0,5 м превышать расчетный уровень Н грунтовых вод.

где b и z — соответственно ширина и глубина канала, см;

Необходимое расстояние l между дренажными каналами назначают из условия

При необходимости увеличения ширины канала до 5 см между поверхностью подпорной стены и геотекстильным материалом следует размещать металлическую или пластмассовую сетку, чтобы исключить прилегание геотекстиля к стенкам канала.

b ₁ и a — соответственно длина и ширина водоприемного отверстия, см;

Скорость оттока воды определяют по формулам [ 1 ]:

для гладкостенных труб

для гофрированных труб

a — угол наклона дренажной трубы к горизонту, град; a = 0,5 ¸ 2°.

При несоблюдении условия ( 10 ) необходимо изменить тип дренажной трубы или применить трубы большего диаметра.

3.12. Отвод грунтовых вод, поступающих по геотекстильному материалу и каналам в дренажные трубы, осуществляют через дренажные окна, имеющиеся в удерживающем сооружении на уровне дренажных труб. Оптимальное расстояние между дренажными окнами L устанавливают из условия работы дренажной трубы полным сечением:

Максимальный расход воды q ₀ из дренажных перфорированных труб определяют по формулам [ 1 ]:

для гладкостенных труб

для гофрированных труб

3.13. При проектировании застенного дренажа следует учитывать также возможность его устройства только из геотекстильного материала. В этом случае нижний конец полотнища геотекстиля сворачивают в рулон, формируя тем самым приемный канал для отвода воды через окна из-за застенного пространства.

Целесообразность применения геотекстиля взамен труб устанавливают по результатам технико-экономического сравнения различных вариантов.

3.15. Для повышения эффективности работы застенного дренажа допускается взамен дренажных каналов устанавливать между подпорной стеной и геотекстильным материалом синтетическую сетку, продольные и поперечные стержни которой введены друг в друга на глубину не более половины их диаметра, при этом вертикальные стержни сетки должны примыкать к стене. Возможность использования того или иного типа сетки определяют из условия

п ₃ — расстояние между стержнями, см.

4. Проектирование бестраншейного трубчатого дренажа

4.1. Бестраншейный горизонтальный трубчатый дренаж предназначен для осушения откосов мокрых выемок и оползневых склонов. Его выполняют в виде отдельных дрен, располагаемых или параллельно друг другу или веерообразно под углом 1-4° к горизонтали (рис. 3 ). Применение того или иного варианта расположения дрен принимают исходя из конкретных условий производства работ в зависимости от возможностей расположения бурового станка и удобства отвода поступающей по дренам воды за пределы выемки или оползневого массива. Дрены устраивают путем введения в предварительно пробуренные скважины пластмассовых перфорированных труб, заключенных в оболочку из нетканого геотекстильного материала.

4.2. Бестраншейный горизонтальный дренаж рассчитывают x ) в такой последовательности:

x ) Расчет целесообразно проводить на ЭВМ по разработанной в Союздорнии программе РГД [ 2 ].

оценивают степень устойчивости откоса или оползне вого склона при наиболее неблагоприятных условиях воздействия природных факторов и определяют необходимый уровень понижения грунтовых вод в выбранном месте размещения дренажа;

Рис. 3. Схема бестраншейного горизонтального дренажа:

назначают тип дренажной трубы (гладкостенная, гофрированная и т.п.), ее диаметр и тип фильтрующего геотекстильного материала для оболочки дрен и определяют максимально возможный приток воды в дрену с учетом характеристик грунтов, перфорации дренажных труб и расчетного коэффициента поперечной фильтрации геотекстильного материала;

назначают уклон дрен и определяют максимальный отвод воды из дрены, скорость оттока, водоприемную способность дрены и ее длину;

определяют расстояние между дренами, а также время осушения оползневого массива; если необходимо сократить время осушения, то расчет уточняют, применяя другие типы дрен или фильтров либо изменяя расстояние между дренами.

4.4. Максимальный подток q ¢ _max воды к дрене определяют исходя из критической скорости фильтрации воды в грунте:

q ¢ _max = p D₁ l₄ , (21)

; (22)

4.5. Во всех случаях подток воды к дрене должен быть равен (или меньше) возможному втоку q ¢ _вт воды в дрену, определяемому характеристиками фильтрующей оболочки из геотекстильного материала, количеством и размером водоприемных отверстий в дренажной трубе (см. п. 3.11 ):

Максимальная молекулярная влагоемкость, % массы скелета грунта

Скорость оттока воды из дрены V_m и максимальный отток q ₀ воды определяют по формулам ( 12 ), ( 13 ), ( 15 ) и ( 16 ).

4.7. Оптимальную длину l ₅ водоприемной части дрены (см. рис. 3 ) определяют из условия обеспечения возможности оттока воды из дрены при работе дренажной трубы полным сечением:

Однако в ряде случаев при расчете дрен, особенно при малом коэффициенте фильтрации грунтов, длина водоприемной части дрены может оказаться чрезмерно большой (несколько сотен метров). Это приводит к необходимости использовать специальные буровые станки и увеличивать стоимость дренажа. Следует также учитывать и то, что максимальная длина дрен определяется в основном геологическим строением оползневого массива и может составить всего несколько десятков метров. Поэтому при расчете длины водоприемной части дрен необходимо соблюдать условие

где l _доп — допустимая длина дрены, определяемая геологическим строением оползневого массива и параметрами бурового оборудования, см;

При веерном расположении дрен величина L ₀ соответствует расстоянию между дренами в средней части водоприемной длины дрен.

4.9. Необходимое количество п₄ дрен определяют по формуле

п ₄ = , (28)

Если L ₀ > 1 м, то расчет целесообразно повторить, применив дренажные трубы большего диаметра, и принять окончательное решение на основе технико-экономического сравнения вариантов.

4.10. Полное время осушения Т оползневого массива с учетом времени, необходимого для постоянного перехвата грунтовых вод, поступающих с верховой части склона, определяют по формуле

5. Технология сооружения застенного дренажа

5.1. Технология сооружения застенного дренажа в конструкциях сборных и монолитных подпорных стен в общем случае включает: формирование на тыльной (обращенной к грунту) поверхности стены и ее отдельных элементов продольных и поперечных каналов и устройство в ее нижней части дренажных окон; навешивание на стену полотнища из геотекстильного материала; укладку в основании стены на уровне дренажных окон перфорированной трубы; обертывание нижнего конца полотнища вокруг дренажной трубы и его фиксацию; засыпку застенного пространства местным грунтом.

5.2. При необходимости устройства продольных и поперечных каналов их выполняют в процессе бетонирования стены или изготовления ее элементов с использованием опалубки с прикрепленными к ней брусками, толщину и ширину которых устанавливают расчетом.

5.3. Навешивание полотнищ геотекстильного материала выполняют путем их крепления к арматурным выпускам, заранее устроенным через 0,5-0,7 м в подпорной стене на уровне верха полотнищ геотекстиля, или при помощи Г-образных скоб с тросами и присоединенных к тросам стержней, к которым и крепят проволочными скрутками верхний конец полотнищ (рис. 4 ). Ско бы и стержни снимают после засыпки грунта в застенное пространство до уровня верха полотнищ.

Рис. 4. Схема навешивания полотнища из геотекстильного материала:

5.4. Перфорированные дренажные трубы располагают вплотную к стене, а нижние концы полотнищ наворачивают на трубу или обертывают вокруг нее и присыпают грунтом.

Во всех случаях контакт дренажных труб с грунтом не допускается.

При устройстве застенного дренажа из отдельных полотнищ геотекстиля, размещенных друг от друга на расстоянии l ₃ (см. п. 3.14 ), дренажную трубу в зоне между полотнищами заключают в оболочку из геотекстильного материала.

5.5. Синтетические сетки взамен дренажных каналов устанавливают с примыканием вертикальных стержней сетки к поверхности стены. Нижний край сеток во всех случаях следует располагать на уровне основания дренажной трубы, не допуская его вывода за ее пределы. Крепление сеток к стене выполняют аналогично креплению геотекстильных полотнищ.

5.6. Устройство застенного дренажа в удерживающих конструкциях из буронабивных свай со сборными облицовочными плитами (рис. 5 ) включает: навешивание на буронабивные сваи полотнищ из геотекстильного материала; укладку на поверхность бетонного опорного бруса дренажных труб и обертывание их краями полот нищ; монтаж облицовочных плит с креплением полотнищ к тыльной (обращенной к грунту) поверхности плит и заполнение зазора между плитами и поверхностью грунта в межсвайных промежутках песком или местным грунтом.

Рис. 5. Устройство дренажа в конструкциях из буронабивных свай:

5.7. Для удобства монтажных работ рекомендуется перед монтажом плит крепить геотекстильный материал непосредственно к плитам, например битумом в нескольких точках по поверхности плиты, оставляя выпуски геотекстиля шириной 20 см с нижней и одной из боковых сторон плиты. В этом случае только нижний ряд плит крепят дополнительно к заранее уложенному полотнищу геотекстильного материала (рис. 6 ).

5.8. При необходимости последующего омоноличивания покрытия из плит бетонным раствором застенный дренаж в конструкциях из буронабивных свай выполняют с креплением полотнищ геотекстиля штырями к грунту в межсвайных промежутках и навешиванием поверх полотнищ покрытия из водонепроницаемого материала, например полиэтиленовой пленки, для защиты геотекстиля от кольматации его цементным раствором. Нижние концы водонепроницаемого материала приклеивают биту мом к основанию нижней плиты или к поверхности опорного бруса, если в нем есть ниша для размещения дренажных труб (рис. 7 ). Бетонный раствор для заполнения пространства между плитами и водонепроницаемым материалом подают после монтажа плит каждого ряда или после монтажа всех плит с использованием бетонолитной трубы, вводимой в специально выполненные для этого отверстия в ростверке.

Рис. 6. Конструкция дренажа из отдельных элементов:

5.9. При сооружении нагельных креплений и анкерных конструкций застенный дренаж выполняют из полотнищ геотекстильного материала, укладываемых под покрытие или анкерные плиты. Если покрытие устраивают из монолитного бетона или торкретбетона, то между покрытием и геотекстильным полотнищем размещают прослойку из водонепроницаемого материала, а отвод воды из-под покрытия осуществляют через дренажные окна, располагаемые в нижней части покрытия.

После устройства покрытия водонепроницаемый материал из этих мест удаляют (см. рис. 1 ).

Рис. 7. Застенный дренаж в конструкциях из буронабивных свай с монолитной облицовочной стенкой:

6. Технология сооружения бестраншейного дренажа

6.1. В общем случае технология сооружения бестраншейного горизонтального дренажа включает подготовительные работы, устройство водоприемного коллектора или водоотводного лотка, комплектование дрен из гибких гофрированных труб, бурение скважин с обсадными трубами, извлечение бурового става и введение в обсадные трубы дрен, извлечение обсадных труб и обустройство устья скважины.

При длине дрен до 30 м в грунтах, обеспечивающих устойчивость стенок скважин до введения в них дрен, допускается бурение скважин без обсадных труб.

6.2. Подготовительные работы включают планировку поверхности грунта на строительной площадке; устройство временной дороги для транспортировки материалов и оборудования; доставку на площадку геотекстильного материала и дренажных труб и их складирование под навесом; перевозку бурового оборудования, керамических труб с соединительными деталями для водоприемного коллектора или деталей для водоотводного лотка; разбивку мест для бурения скважин. При применении переносного бурового станка, например станка типа Тони-Боринг, на поверхности площадки в местах будущих скважин при необходимости устраивают покрытие из сборных железобетонных плит.

6.3. В случае необходимости применения водоотводного лотка (рис. 8 ) его устраивают перед бурением скважин. С этой целью используют готовые элементы, например бетонные плитки, которые укладывают в заранее подготовленную траншею с омоноличиванием стыков, начиная с низовой стороны. Если в процессе строительства возникает опасность оползневых подвижек, то целесообразно устраивать водоотводные лотки с покрытием из геотекстильных материалов, обработанных битумом (расход битума 2-4 л/м 2 ).

Рис. 8. Примыкание дрен к водоотводному лотку:

6.4. При использовании для сбора воды из дрен незаглубленного коллектора из керамических труб перед бурением скважин размечают ось коллектора, устанавливают под ним опоры из бетонных элементов сечением 8 ´ 8 см (рис. 9 ), размечают водосбросную часть коллектора, находящуюся за пределами рабочей площадки. Оставшуюся часть коллектора устраивают по мере бурения скважин и установки дрен. Соединение керамических труб коллектора друг с другом и подсоединение дрен к коллектору осуществляют с помощью соединительных деталей из поливинилхлорида (ПВХ) или полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) промышленного изготовления [ 8 ].

Рис. 9. Сброс грунтовых вод по коллектору:

6.7. Защитную фильтрующую оболочку из геотекстильного материала на водоприемной части дрены устраивают следующим образом: перфорированную трубу обертывают полоской геотекстиля шириной 40-50 см по винтовой линии, начиная с конца дрены, чтобы винтовой шов был направлен по ходу движения при введении дрены в скважину. Концы полоски закрепляют на трубе клеем, сваркой или проволокой. При устройстве водоприемной и водоотводной частей дрены из единой перфорированной трубы водоотводную часть дрены обертывают полоской из водонепроницаемого материала или геотекстиля, обработанного вяжущим, с заведением ее концов на оболочку из геотекстильного материала и прикреплением к трубе проволочными скрутками или клеем.

Рис. 10. Конструкция дрены:

6.9. Бурение скважин выполняют буровыми станками горизонтального бурения с использованием обсадных труб. Водоотводный лоток перед началом буровых работ закрывают переносными деревянными щитами, чтобы исключить попадание в него бурового шлама. После окончания бурения буровой став извлекают и в скважину подают готовую дрену, диаметр которой не должен превышать 0,9 внутреннего диаметра обсадных труб. При длине дрен до 60 м рекомендуется вводить их в скважины вручную; при большей длине дрен следует использовать буровой станок с простейшими приспособлениями, выполненными, например, в виде зажима или цангового захвата, прикрепленного к подающему механизму станка (рис. 11 ).

Рис. 11. Схема установки дрены в скважину:

6.10. После введения дрены в скважину извлекают обсадные трубы, перемещают буровой станок на новое место производства работ, производят обустройство устья скважины, устанавливая сборный или монолитный бетонный оголовок (см. рис. 8 ), монтируют очередное звено коллектора с подсоединением к нему дрены (см. рис. 9 ) или снимают переносные щиты с лотка и очищают его от бурового шлама.

Методика испытания геотекстильных матери алов на фильтрацию

Испытания проводят на фильтрационном приборе Союздорнии (рис. 1 настоящего приложения).

Методика испытаний геотекстиля на поперечную водопроницаемость заключается в следующем:

вырезают круглый образец диаметром d = 130 мм и определяют его толщину d под удельными нагрузками 0,005; 0,01; 0,025; 0,05 и 0,1 МПа;

разбирают фильтрационный прибор и укладывают образец 7 геотекстиля на перфорированный диск 6, устанавливают резиновое уплотнительное кольцо 5 и собирают прибор с укладкой на поверхность образца геотекстиля 7 пластмассовой сетки 8;

испытания проводят под вертикальными нагрузками 0,005; 0,01; 0,025; 0,05 и 0,1 МПа, что соответствует весу гирь на подвеске (табл. 1 ).

Источник