Способ создания комбинированного пристенного дренажа с вертикальными собирателями

Авторы патента:

Петров Павел Владимирович (BY)

Баев Олег Андреевич (RU)

Ищенко Александр Васильевич (RU)

Косиченко Юрий Михайлович (RU)

E02D31/02 - от грунтовых вод

E02B11/00 - Осушение земель, в том числе для сельскохозяйственных целей

Владельцы патента RU 2534570:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "НОВОЧЕРКАССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕЛИОРАТИВНАЯ АКАДЕМИЯ" (ФГБОУ ВПО НГМА) (RU)

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.

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:

$Q_{в е р т . соб . с прин . отк .} = \frac{1}{2} \cdot \frac{π k_{п р 1} (H^{2} - h_{c}^{2})}{\ln \frac{R}{r_{c}}}, (1)$

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:

$Q_{с у м . комб .др} = Q_{с у м . к о л ь ц . г о р . д р} + Q_{с у м . пл .др} + Q_{в е р т . соб . с прин . отк .} (2)$

где,

$Q_{с у м . комб .др}$ - суммарный приток грунтовых вод к комбинированному дренажу;

$Q_{с у м . к о л ь ц . г о р . д р}$ - суммарный приток к кольцевому горизонтальному дренажу;

$Q_{с у м . пл .др}$ - суммарный приток к пластовому дренажу;

$Q_{в е р т . соб . с прин . отк .}$ - 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.

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.

Изобретение относится к горному делу, а именно к разработке обводненных месторождений полезных ископаемых, а также может быть использовано при осушении котлованов и в гидротехническом строительстве.

Способ создания противофильтрационного покрытия с бентоматами на просадочных грунтах // 2523499

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при создании противофильтрационной защиты водоемов, каналов и накопителей промышленных отходов, выполненных на просадочных грунтах.

Водонепроницаемая мембрана // 2516828

Изобретение относится к области строительства и касается водонепроницаемой мембраны. Включает в себя барьерный слой и сцепляющий слой.

Способ защиты заглубленных зданий и сооружений от подпорного подтопления грунтовыми водами и устройство для его осуществления // 2475597

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений (ЗиС), а именно к способам их защиты от подпорного подтопления грунтовыми водами их подземной части. .

Способ устранения протечек воды в подземных инженерных сооружениях // 2473745

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для устранения протечек в подземных частях зданий и сооружений, тоннелей, коллекторов, водоводов, фундаментов, конструкций метрополитена и т.д., особенно в аварийных ситуациях.

Способ водопонижения вертикального типа в подвальных помещениях жилых домов, административно-промышленных зданий и хранилищ // 2464382

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при организации дренажа на площадях, ограниченных фундаментом. .

Подземная часть бетонной стены с пристенным дренажом // 2462560

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкции подземной части бетонной стены с пристенным дренажом, и может быть использовано для гидроизоляции стен подвалов и цокольных этажей зданий и подземных сооружений, а также защиты их от подтопления.

Дренаж закрытого типа // 2424401

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений, а именно для улучшения строительных условий при возведении подземных частей в котлованах и их защиты в эксплуатационный период от подтопления грунтовыми водами верховодки.

Способ водопонижения в подвальных помещениях жилых домов, административно-промышленных зданий и хранилищ // 2395642

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при организации дренажной системы для регулирования уровня воды в подвальных помещениях. .

Способ защиты заглубленных зданий и сооружений от подпорного подтопления грунтовыми водами // 2385385

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений, а именно преимущественно к способам их защиты от подпорного подтопления грунтовыми водами. .

Дренажно-увлажнительная система // 2533571

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам для водно-воздушной мелиорации почв, и может найти применение на осушительно-увлажнительных системах.

Система вакуумного дренажа // 2532516

Изобретение относится к области мелиорации и может быть использовано для осушения грунтов в тяжелых по механическому составу почвах, а также при регулировании уровня воды в верхних бьефах перегораживающих сооружений на оросительных и осушительно-увлажнительных каналах.

Способ защиты карьера от притока подземных вод // 2531913

Система вакуумного дренажа // 2530529

Изобретение относится к области мелиорации и может быть использовано для осушения тяжелых по механическому составу почв, а также при регулировании уровня воды в верхних бьефах перегораживающих сооружений на оросительных и осушительно-увлажнительных каналах.

Регулятор уровня грунтовых вод // 2530527

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для автоматического регулирования уровня грунтовых вод. Цель изобретения - повышение надежности и точности в работе путем поддержания уровня воды в колодце.

Способ осушения закрытым дренажем слабоводопроницаемых почвогрунтов, перекрытых двучленными отложениями малой мощности // 2529152

Изобретение относится к осушению земель сельскохозяйственного назначения в Нечерноземной зоне, а также промышленных, городских, поселковых и других территорий и может быть использовано при проектировании, строительстве и эксплуатации дренажных систем и использовании дренируемых почв.

Способ возведения горизонтального подземного водозабора комбинированной конструкции // 2528836

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к водозаборным сооружениям, и может быть использовано для забора воды из подземных источников при неглубоких залеганиях грунтовых вод.

Способ размещения вертикальных скважин для перехвата загрязненного потока из накопителей // 2528491

Изобретение относится к области защиты грунтовых вод от загрязненных фильтратов из накопителей и может быть использовано для перехвата загрязненных потоков из накопителей на пути движения в открытые водотоки.

Регулятор дренажного стока // 2528210

Изобретение относится к гидротехнической мелиорации и может быть использовано для автоматизации дренажных систем, а именно для перекрытия трубопроводов закрытой дренажной сети.

Пруд-испаритель дренажного стока // 2528006

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к орошаемому земледелию при утилизации минерализованного дренажного стока гидромелиоративных систем, а также при испарении сточных вод различного генезиса, минерализация которых сформирована преимущественно минеральными солями.

Устье дренажного коллектора // 2538811

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для автоматического регулирования грунтовых вод, например, для подпочвенного увлажнения на мелиорируемых землях. Устье дренажного коллектора содержит запорный орган 32 с поплавковым приводом 23 и штоком 31, установленный на оголовке дрены, расположенном в дренажном колодце 16. Устье дренажного коллектора содержит глухую трубу 1 и снабжено двумя камерами 10, 11. Нижняя камера 10 присоединена к верхней камере 11. Камеры 10, 11 посредством впускных отверстий 12, 13 с трубами 14, 15 соединены через боковую стенку колодца 16, установленного в канале 17, и представляют собой гидравлическое реле, в котором уровни воды фиксируются клапанными затворами 19, 20. Верхняя камера 11 связана с водонаполняемой емкостью 27 с поплавком 23, соединенным шарнирно-рычажным приводом с клапаном 19 и жестко через шток 31 с запорным органом 32. Нижняя камера 10 связана через обратный клапан 7 с вентилем 6 со сливной трубкой 5, соединенной с трубкой Вентури 4 дрены 3. Выпускное отверстие 18 на дне камеры 11 снабжено плоским клапанным затвором 19, а труба 14 - клапанным затвором 20. Клапанный затвор 20 через шарниры со штоком 21 соединен с клапанным затвором 19, который соединен шарнирно-рычажным приводом через закрепленный шарнир 22 с поплавком 23. Водонаполняемая емкость 27 с калиброванным водовыпускным отверстием 33 имеет ограничитель перемещения поплавка, выполненный в виде фиксаторов уровней 24. Надежность работы в переходных режимах в зависимости от положения уровня воды в канале будет обеспечена за счет наличия гидравлического реле, состоящего из двух камер, связанных между собой клапанами, и емкости, в частности калиброванного отверстия в ней, рассчитанного из условия, чтобы уровень воды в фиксаторе закрытия запорного органа шел медленнее. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.