Водоотлив, водопонижение и закрепление грунтов

Открытый водоотлив — самый простой способ держать котлован или траншею сухими: вода, которая сочится из откосов и дна, собирается канавками в приямок-зумпф и откачивается насосом. Простота обманчива: неправильно поставленный зумпф и насос, работающий «по настроению», за несколько дней портят основание под фундаментом, вымывают грунт из откосов и топят соседние подвалы. Здесь — где открытый водоотлив уместен, как его устроить и вести, что контролировать и какие меры охраны труда обязательны.

Иглофильтровое водопонижение — ряд тонких труб с фильтрами на конце, погружённых в грунт по контуру котлована или траншеи и подключённых к общему коллектору и насосной установке. Способ хорош в песках средней и малой проницаемости, где открытый водоотлив выносит грунт, а скважины ставить дорого или тесно. Работает он только при герметичной системе, правильной глубине фильтров и непрерывной откачке — здесь о том, как его смонтировать, запустить, вести и принять.

Водопонизительная скважина с погружным насосом — самый распространённый и самый универсальный способ строительного водопонижения: им осушают глубокие котлованы, снимают напор в водоносном слое под дном, перехватывают поток со стороны реки. Каждая скважина — маленький водозабор со своей конструкцией, и ошибки при бурении и обсыпке потом не исправить: скважина либо даёт расчётный дебит чистой воды, либо гонит песок и выводит из строя насосы. Здесь — порядок бурения, оборудования, пуска и ликвидации скважин и что при этом контролировать.

Противофильтрационная завеса — сплошная малопроницаемая стенка в грунте, которая отсекает приток подземных вод к котловану или сооружению. В отличие от водопонижения она не откачивает воду, а не пускает её: уровень за пределами площадки почти не меняется, и соседние здания не получают осадок от осушения. Завеса работает только тогда, когда она сплошная по всей длине и врезана в водоупор — здесь о том, как её построить и как это доказать.

Цементация — нагнетание цементного раствора под давлением в трещины, пустоты и крупные поры грунта, чтобы сделать массив прочнее и менее водопроницаемым. Работа полностью скрытая: результат нельзя увидеть, его подтверждают журнал нагнетания, контрольное бурение и шурфы. Здесь — где цементация применима, как её ведут по зонам и до отказа, что и в каком объёме контролировать и какие меры охраны труда обязательны.

Струйная цементация (jet grouting) разрушает грунт тонкой струёй раствора под давлением в десятки мегапаскалей и тут же перемешивает его с цементом — в грунте остаётся колонна или пластина из грунтоцемента. Так закрепляют основания, усиливают фундаменты, делают ограждения котлованов и противофильтрационные экраны. Ниже — порядок работ, параметры, которые нужно держать и записывать, объёмы контроля по СП 45.13330.2017 и меры безопасности при работе с высоким давлением.

Глубинное перемешивание (буросмесительная технология, deep soil mixing) превращает слабый грунт в грунтоцемент прямо на месте: буросмеситель вращается, разрушает грунт и смешивает его с цементным раствором или сухим вяжущим без выемки на поверхность. Так получают сваи и массивы из грунтоцемента в илах, суглинках, песках и лёссах. Ниже — что входит в работу, как держать режим перемешивания, что записывать в журнал и как подтверждать прочность.

Инъекционное закрепление превращает песок или лёсс в «камень», не разрушая его структуру: через инъекторы или манжетные колонны в поры нагнетают крепящий раствор — силикат натрия, смолу или тонкодисперсный микроцемент, — и он твердеет в грунте. Тем же оборудованием, но в режиме гидроразрыва, уплотняют грунт и компенсируют осадки зданий. Здесь — как выбрать режим, как вести нагнетание по заходкам, что проверять и какие требования охраны труда относятся к химическим растворам.

Глубинное виброуплотнение делает рыхлый водонасыщенный песок плотнее, не вынимая его из основания. Вибратор погружают в грунт по сетке точек, частицы песка в разжиженной зоне перестраиваются и садятся плотнее, поверхность площадки оседает. Работа простая на вид, но решают в ней сетка точек, режим каждой точки и проверка плотности по всей глубине, а не на поверхности. Ниже: как готовят площадку, как ведут уплотнение, что проверять и какие требования СП 45.13330.2017 и Правил № 883н при этом обязательны.

Грунтовые и щебёночные колонны превращают слабое или просадочное основание в армированный массив: в грунте пробивают или продавливают скважину и заполняют её уплотнённым материалом — местным суглинком, песком, щебнем. Грунт вокруг колонны при этом обжимается, а сама колонна воспринимает часть нагрузки и работает как дрена. Качество здесь целиком зависит от двух вещей: сколько материала и с каким уплотнением ушло в каждую скважину и не осталось ли рыхлых участков по глубине. Ниже — порядок работ, контроль, допуски СП 45.13330.2017 и требования охраны труда.

Каждая скважина, пробуренная на площадке для водопонижения, наблюдений, инъекций или замораживания, после окончания работ становится каналом: по ней вода из одного водоносного слоя перетекает в другой, по ней же с поверхности уходят загрязнения, а под плитой или рядом с фундаментом она остаётся пустотой. Тампонаж закрывает этот канал надолго. Работа на вид вспомогательная, но без акта ликвидации скважин исполнительная документация по водопонижению неполна, а плохо затампонированная скважина под зданием потом проявится фильтрацией через плиту. Здесь — порядок тампонажа, контроль, нормы СП 45.13330.2017 и требования охраны труда.