способ защиты заглубленных зданий и сооружений от подпорного подтопления грунтовыми водами и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ защиты заглубленных зданий и сооружений от подпорного подтопления грунтовыми водами, заключающийся в том, что формируют под всем сооружением распределительно-фильтрационную песчаную подушку, отличающийся тем, что ее снабжают нагнетательно-промывочной системой, с помощью которой тело подушки очищают от глинистых частиц естественной кольматации промывкой грунтовой водой, имеющей суффозионную скорость фильтрации, которую создают нагнетанием сжатого воздуха под подошву подземной части сооружения.

2. Устройство для защиты заглубленных зданий и сооружений от подпорного подтопления грунтовыми водами, содержащее нагнетательно-промывочную систему в виде колонн, установленных вертикально по всей площади подушки квадратной сеткой со стороной квадратов 1500 2000 мм, причем колонны установлены на всю глубину подушки с заглублением в материковый грунт на 100 150 мм и выполнены в нижней части цельными, высотой 250 300 мм с глухим днищем, а выше, до установившегося уровня грунтовых вод, имеют перфорированную поверхность, снабженную сетчатым фильтром, а верхняя часть колонны закрыта герметично фланцевой крышкой с закрепленными в ней патрубком трубопровода сжатого воздуха и вводом в трубопровод канализации промывочной воды, при этом трубопровод сжатого воздуха и трубопровод канализации промывочной воды размещены в лотках над колоннами в их створе порядно.

Описание изобретения к патенту

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

Известен способ защиты заглубленных сооружений от подпорного подтопления грунтовыми водами, включающий формирование в сильносжимаемых пылевато-глинистых грунтах распределительно-фильтрационной песчаной подушки под всей подземной частью ЗиС (Патент РФ № 2385385, кл. Е02D 31/02) - 1.

Недостатком указанного способа является недолговечность защитной функции распределительно-фильтрационной песчаной подушки (РФПП) в сильносжимаемых пылевато-глинистых грунтах от подпорного подтопления грунтовыми водами подземной части ЗиС при естественной ее кольматации глинистыми частицами в фильтрующем потоке воды, которая происходит менее чем за 15 30 лет (в зависимости от условий эксплуатации ЗиС). Минимальный срок эксплуатации проектируемых капитальных ЗиС составляет не менее 75 лет.

Задачей изобретения является сохранение защитной функции распределительно-фильтрационной песчаной подушки в сильносжимаемых пылевато-глинистых грунтах от подпорного подтопления грунтовыми водами подземной части ЗиС на весь период их эксплуатации.

Для решения поставленной задачи в известном способе, заключающемся в том, что при формировании под всем сооружением распределительно-фильтрационной песчаной подушки в сильно сжимаемых пылевато-глинистых грунтах ее снабжают нагнетательно-промывочной системой, с помощью которой тело подушки очищают от глинистых частиц естественной кольматации промывкой грунтовой водой, имеющей суффозионную скорость фильтрации, которую создают нагнетанием сжатого воздуха под подошву подземной части сооружения.

Устройство для защиты заглубленных зданий и сооружений от подпорного подтопления грунтовыми водами содержат нагнетательно-промывочную систему в виде колонн, установленных вертикально по всей площади подушки квадратной сеткой со стороной квадратов 1500 2000 мм, причем колонны установлены на всю глубину подушки с заглублением в материковый грунт на 100 150 мм и выполнены в нижней части цельными, высотой 250 300 мм с глухим днищем, а выше, до установившегося уровня грунтовых вод, имеют перфорированную поверхность снабженную сетчатым фильтром, а верхняя часть колонны закрыта герметично фланцевой крышкой с закрепленными в ней патрубком трубопровода сжатого воздуха и ввода в трубопровод канализации промывочной воды, которые размещены в лотках над колоннами в их створе порядно.

Суть изобретения поясняется чертежами, где изображены:

- на фиг.1 - схема вертикального разреза подушки в створе колонн;

- на фиг.2 - схема расположения колонн с системой трубопроводов сжатого воздуха и канализации промывочной воды в объеме распределительно-фильтрационной песчаной подушке;

- на фиг.3 - конструктивная схема колонны.

Для выполнения способа в теле подушки 1 устанавливают вертикально колонны 2 по всей площади подушки квадратной сеткой со стороной квадратов 1500 2000 мм и с заглублением их цельной части 3 в материковый грунт 4 на глубину 100 150 мм. Трубопровод 5 сжатого воздуха диаметром до 32 мм и трубопровод канализации промывочной воды диаметром 100 150 мм помещают в лотки 7, выполненные в полу 8 подземной части сооружения 9. Колонна 2 выполнена из трубы диаметром 100 150 мм и в нижнем конце имеет цельную часть 3 высотой 250 300 мм с глухим днищем 10, в средней части 11 колонна перфорирована до установившегося уровня грунтовых вод WL и снабжена сетчатым фильтром 12. Верхний конец колонны 2 герметично закрыт фланцевой крышкой 13 с закрепленными в ней патрубком 14 трубопровода 5 сжатого воздуха и вводом 15 в трубопровод 6 канализации промывочной воды.

Способ осуществляется следующим образом.

Для очистки распределительно-фильтрационной песчаной подушки 1 от глинистых частиц естественной кольматации потока при фильтрации грунтовых вод материкового грунта 4 в нее через патрубок 14 нагнетательно-промывочной колонны 2 подается сжатый воздух, который через перфорированную часть 11 колонны 2 попадает в подушку 1 и, подымаясь к подошве 16 подземной части сооружения 9, создает давление в поровом пространстве подушки 1, обеспечивающее вытеснение, сверху вниз, грунтовой воды с суффозионной скоростью фильтрационного потока.

Грунтовая вода с суффозионно вымытыми глинистыми частицами из тела подушки 1 по физическому закону наименьшего сопротивления попадает в колонны 2 и через ввод 15 в трубопровод 6 канализации промывочной воды отводится в проектный слив.

Признаком начала суффозионной промывки подушки 1 является возрастающее помутнение промывочной грунтовой воды, а окончание промывки - восстановление ее прозрачности. Очистка подушки проводится периодически по мере необходимости.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает сохранение защитных свойств распределительно-фильтрационной песчаной подушки от подпорного подтопления подземной части ЗиС на весь период их эксплуатации и, кроме того, обеспечивает сохранение природных гидрологических условий территории застройки.