Иглофильтры закрывают большинство задач в песчаных котлованах, но у них есть пределы: глубина понижения, большие притоки, напорные воды под дном. В таких случаях понижают уровень водопонизительными скважинами с погружными насосами — так называемое глубинное водопонижение. Разбираем, когда выбирают скважины, как они устроены и как их комбинируют с иглофильтрами.
Когда выбирают скважины
- Глубокое понижение — когда иглофильтров одного-двух ярусов недостаточно;
- большой приток и высокая водоотдача грунтов;
- напорный водоносный горизонт под дном — скважины снимают напор и предотвращают выпор дна;
- ограниченное место по контуру котлована, где не разместить многоярусную систему.
По СП 250.1325800.2016 (п. 7.2.2) открытые водопонизительные скважины эффективны при коэффициенте фильтрации не менее 2 м/сут и мощности осушаемого слоя не менее 4 м. В малопроницаемых грунтах применяют вакуумные скважины — в однородном водоносном слое ими понижают уровень до 20 м (п. 7.2.6). Окончательный выбор делают по расчётному притоку, опытной откачке и влиянию на соседние объекты.
Как устроена водопонизительная скважина
- Обсадная колонна — крепит ствол скважины;
- фильтр — перфорированная часть напротив водоносного слоя, через которую поступает вода;
- гравийно-песчаная обсыпка — пропускает воду и задерживает мелкие частицы грунта; материал подбирают по гранулометрии;
- погружной насос — должен оставаться под водой при расчётном динамическом уровне;
- напорный отвод — к сборному коллектору и точке сброса.
Глубину, диаметр и длину фильтра определяют расчётом по уровням воды в скважине.
Этапы устройства скважин
- бурение скважины (часто с обратной промывкой) на расчётную глубину;
- установка обсадной колонны и фильтра, обсыпка;
- прокачка: по СП 45.13330.2017 (п. 5.13) скважину принимают в эксплуатацию после непрерывной прокачки эрлифтом в течение 1 суток;
- спуск насоса: сопротивление изоляции двигателя — не менее 0,5 МОм, включение не ранее чем через 1,5 часа после спуска при повторной проверке изоляции (п. 5.16);
- опытная откачка и уточнение числа и расстановки скважин.
В системе предусматривают не менее одной резервной скважины (СП 250.1325800.2016, п. 7.2.10).
Скважины или иглофильтры: сравнение
| Критерий | Иглофильтры | Скважины |
|---|---|---|
| Глубина понижения | 4–5 м на ярус | по расчёту, больше |
| Грунты | пески, супеси | Кф от 2 м/сут, вакуумные — ниже |
| Снятие напора | ограниченно | основной инструмент |
| Монтаж | быстрый, гидропогружение | бурение, прокачка |
| Место | по контуру котлована | точечно, меньше места |
Комбинирование скважин и иглофильтров
На глубоких котлованах часто сочетают методы: скважины снимают напор нижнего горизонта или понижают основной уровень, а иглофильтры дорабатывают верхний слой и участки с менее проницаемыми грунтами. Совместную работу систем рассчитывают как единое решение. Подробнее о выборе метода — в статье «Способы водопонижения».
Водопонижение в Авитек Инжиниринг
Авитек Инжиниринг выполняет строительное водопонижение под ключ и подбирает схему по изысканиям: иглофильтры, вакуумные и эжекторные установки или комбинацию с водопонизительными скважинами по проектным решениям объекта.
Итог
- Скважины нужны для глубокого понижения, больших притоков и снятия напора под дном.
- Открытые скважины эффективны при Кф от 2 м/сут и мощности слоя от 4 м.
- Скважина — это обсадка, фильтр, обсыпка, погружной насос; приёмка после суточной прокачки.
- Часто скважины комбинируют с иглофильтрами по единому расчёту.