Защита территорий от подтопления

Отрицательное действие подземных вод: подтопление территорий, ухудшение физико-механических свойств грунта, эрозия почв, рост оврагов, вызывают заболоченность территорий, затопление подвалов зданий. Подвержены до 70% территорий РФ.

Грунты делятся на: скальные у которых частицы более 2 мм (галька, гравий), песчаные с размером частиц от 0,1 до 2 мм (средние, крупные зернистые пески), глинистые породы с частицами от 0,005 до 0,001 мм (супеси и суглинки).

Свойства грунтов:

1) Водопроницаемость – способность поглощать воду и пропускать через себя. Характеризуется коэффициентом фильтрации, величина которого определяется в м/сут.

Грунты бывают водопроницаемые (к_ф > 1 м/сут, крупнообломочные, галечные породы), полупроницаемые (к_ф>1 до 0,001 м/сут, суглинки, супеси и лессовые грунты), практически непроницаемые – водоупоры (к_ф<0,001 м/сут, глины).

2) Влагоемкость – показывает способность породы вмещать и удерживать определенный объем воды при обеспеченном стекании. Влагоемкие породы – торф, глина, суглинки; слабовлагоемкие – суглинки и лессовые грунты; невлагоемкие – пески, гравий и крупнообломочные породы.

3) Водоотдача – свойство породы отдавать часть воды посредством ее стекания. Чем больше размер зерна тем больше водоотдача.

4) Капиллярность – способность грунтов подтягивать воду по капиллярам от нижележащих слоев к вышележащим. Зависит от размера форм между зернами, чем меньше размер, тем выше капиллярность. Отсутствует при размере зерна более 2 мм.

Подземные воды

1) Верховодки образуются на слабопроницаемых линзах, на небольшой площади, характер ее появления нерегулярный (сильные дожди, таяние снега). Меры защиты: правильное благоустройство территории и организованный поверхностный водоотвод.

2) Подвешенные воды – образуются в результате инфильтрации осадков на участках пород с высокой капиллярностью. Меры защиты те же.

3) Основной горизонт – первый слой от поверхности земли, располагается на водоупоре, распространяется на большой площади и имеет определенные закономерности изменения уровня.

4) Межпластовые воды – воды расположенные между двумя водоупорами, располагаются на значительной глубине, редко подтапливают городские территории. Могут быть безнапорными и напорными (артезианскими).

При расчете принимается максимальный уровень подземных вод.

Источники питания подземных вод: атмосферные осадки, русловые воды рек и водоемов, подземные воды поступающие с более высоких отметок и результаты деятельности человека.

Норма осушения - наименьшая глубина от планировочной поверхности земли до высшего уровня подземных вод.

Методы защиты:

1) благоустройство территории (уклоны, покрытия, озеленение)

2) поверхностный водоотвод

3) дренажи и дренажные системы

4) нормативное уплотнение грунта при засыпке котлованов и траншей

5) закрытые выпуски водостоков с кровли здания

6) водоотводящие открытые лотки

7) устройство отмосток шириной 1 м и уклоном не менее 20 ‰

8) герметичная заделка отверстий в фундаментах на входах и выходах инженерных сетей

9) подсыпка территории

Дренажи

- искусственные сооружения, предназначенные для искусственного понижения уровня подземных вод или их полного перехвата. Рассчитаны на длительный период непрерывного действия.

Различают два основных вида дренажа - это закрытый и открытый дренаж. Закрытый дренаж делится на 4 вида и определяется по расположению дренажных каналов, по отношению к дренируемой площади и источника поступления грунтовых вод. Как правило, каждый вид дренажа в отдельности используется крайне редко. В основном используется комбинированные системы — сочетание горизонтального и вертикального дренажа.

Открытые дренажи – каналы или транши до 5 м, в городских условиях не допустимы, могут использоваться на незастроенной территории, дачных поселках, в зоне зеленых насаждений.

Закрытый дренаж простейшего типа – траншея заполненная дренирующим материалом; недостатки: не обеспечивает стабильное понижения угв, подвержен засорению, а прочистка затруднена. Область применения: пригород, зеленая зона, в т.ч. парки, плоскостные спортивные сооружения и территории с некапитальной застройкой.

Закрытый трубчатый дренаж. Желательно с трубофильтрами (пористый бетон, керамзитобетон, керамзитостекло). Достоинства – обеспечивает стабильное понижения угв, соответствует уровню благоустройства городских территорий. Недостатки – сложность подбора обсыпки.

1. Дренажная труба,
2. Гравийная обсыпка,
3. Геотекстиль,
4. Грунт,
5. Песок.

Галерейные дренажи – используется при больших потоках подземных вод и/или в особо неблагоприятных районах.

Пластовый дренаж – отсыпка песком или гравием по всей площади здания. Для особо ответственных сооружений – двухслойный (нижний слой - песок, верхний – гравий или щебень), однослойный – при малой ширины сооружения или ограниченном притоке воды. Если однослойный – слой песка прорезается призмами из гравия или щебня с шагом 6-12 м, высотой не менее 20 см. Общая толщина пластового дренажа: для зданий ≥30 см, для каналов ≥15 см. Необходимо защищать от засорения. Должен выходить за пределы наружных стен зданий.

· Пристенный дренаж

1. Подвал дома,
2. Фундамент дома,
3. Отмостка,
4. Песок,
5. Гравийная обсыпка,
6. Геотекстиль,
7. Дрена.

Дренажи бывают совершенного и несовершенного типа:

Совершенного – устанавливается на водоупоре, вода поступает с боков и сверху:

Несовершенного – устанавливается выше водоупора, вода поступает со всех сторон:

· Вертикальный дренаж с сифоном и постоянной работой насоса. Достоинства – высокий уровень водопонижения (до 6-7 м). Недостатки – дорогая эксплуатация. Используется в тоннелях и многоэтажных зданиях.

• Систематический горизонтальный дренаж

Состоит из осушительных и собирательных дренажных каналов и коллектора, через который вода выбрасывается в водоприемник. Дренажные магистрали делаются закрытыми за редким исключением.

• Головной дренаж

Головной дренаж устраивается между потоком воды и участком.

• Кольцевой дренаж

Обычно применяют для ограждения от подтопления грунтовыми водами отдельных пониженных участков земли. Данный вид дренажа эффективен для строительства загородных домов в поймах рек, болотистой местности. Располагается на 5-8 м от стен здания.

• Береговой дренаж

Борьба с оврагами

Овраги – продукт эрозии, т.е. размыва пород временными потоками воды, образующиеся в результате атмосферных осадков.

Быстрее размываются глинистые грунты. Росту оврагов способствует: физические свойства грунтов, отсутствие растительности на водоразделах и склонах, неровности рельефа, наличие трещин в толще грунта, деятельность человека, большое количество выпадающих атмосферных осадков. Являются природной дренажной системой. Отрицательное воздействие: затрудняется планировочное решение города, происходит потеря ценных земель, сложность прокладки инженерных коммуникаций, затрудняется связь между отдельными частями города, необходимость возведения мостов и земляных дамб, разрушаются здания и сооружения в момент развития оврагов, чрезмерно осушаются приовражные территории, что отрицательно влияет на зеленые насаждения, ущерб городскому хозяйству.

Верховье оврага – исток. Устье – место его впадения в водоем. Базис эрозии – глубина оврага, определяемая уровнем воды в водоеме. Лощина – долина с пологими склонами. Балка – лощина заросшая травой.

Виды оврагов:

- донные: размыв идет по дну оврага;

- береговые: размываются боковые склоны балок или рек.

По конфигурации:

- ствольные;

- разветвленные: чаще два ствола с общим устьем;

- древовидные: сложная конфигурация и большие площади.

По характеру процесса:

- действующие;

- затухающие;

- засыпанные.

Мероприятия по защите от оврагов:

1 стадия: поверхностный водоотвод, заравнивание промоин, посадка трав (прекращение вырубки).

2 стадия: те же мероприятия, но в большем объеме, укрепление дна и устройство конструкции, задерживающих твердые фракции.

3 стадия: те же мероприятия, а так же устройство продольных плитневых оград с забивкой их землей, облесение склонов.

4 стадия: посев трав, кустарников и деревьев.

Лесопосадки: расстояние от бровки оврага до лесополосы 4-5 м, ширина приовражной лесополосы 12-24 м, в вершинах оврага ширина лесополосы в 1,5 раза больше чем основная. Требования при выборе растений: развитая коревая система, неприхотливость и производительность, вегетативное размножение. В глубоких оврагах середину дна от 1,5 до 3 м следует оставлять не облесенной, верхние и средние части склонов сложны для посадок из-за отсутствия питательных веществ и чрезмерной сухости, специальные мероприятия для защиты лесопосадок.

Искусственные сооружения

Типы гидротехнических сооружений: водозадерживающие сооружения: валы-каналы, террасы, валы-террасы. Их задача – задержание поверхностного стока. Водонаправляющие сооружения: водонаправляющие валы, валы-распылители, каналы-распылители. Их задача регулировать водные потоки, путем изменения их направления и распыления. Водосбросные: быстротоки, перепады и водосбросы. Водосбросы делятся на шахтные, трубчатые и консольные. Их задача обеспечить безопасный и организованный сброс вод на дно оврагов. Донные сооружения: донные запруды, донные перепады и пороги. Их задачи: уменьшение скоростей потока, повышение шероховатости русла, задержание продуктов выноса в пределах оврага, расширение дна оврага, прекращение дальнейшего размыва и углубление дна.

Уполаживание и террасирование склонов.

Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм.

Засыпка или намыв. Наиболее эффективна засыпка на оврагах каньонного типа. Начинается засыпка с верховых участков, засыпают ярусами с послойным уплотнением. Обязательно по дну прокладывается водосборная труба (водосборный коллектор, а иногда дренажный коллектор, если нужно понизить угв на прилегающих территориях).

Организация поверхностного стока – устраивается во всех случаях. Эффективны головные дренажи.

Использование оврагов для градостроительных целей. Варианты: сохранение оврага и исключение территории из общей площади города, проведение мероприятий для стабилизации оврага и исключение территории, использование заовраженных территорий после проведения специальных мероприятий, использование территорий после проведения обычных мер по благоустройству.

Использование оврагов: сооружение парков и садов, искусственные водоемы, устройство зданий и сооружений (после стабилизации и при крутизне склонов не более 20°, только свайные фундаменты), городская магистраль.