Иглофильтровое водопонижение — способ осушить котлован не откачкой воды со дна, а снижением уровня грунтовых вод вокруг него. Вместо того чтобы бороться с притоком, грунтовую воду перехватывают до того, как она дойдёт до выемки. Разберём, как это устроено, где оправдано и чем отличается от привычного открытого водоотлива.
В чём принцип
По периметру котлована погружаются иглофильтры — трубы с фильтровым звеном в нижней части. Все они подключаются к общему всасывающему коллектору, а тот — к насосному агрегату, создающему разрежение. Насос откачивает воду из грунта через фильтры, и уровень грунтовых вод вокруг выемки опускается воронкой ниже дна котлована.
Разница с открытым водоотливом принципиальная. При открытом водоотливе вода уже пришла в котлован, размыла откосы и разжижила основание, и её оттуда убирают — этим занимается погружной насос, см. насос для котлована. При иглофильтровом водопонижении вода в котлован не попадает вовсе: грунт остаётся сухим и устойчивым.
Типы установок
Лёгкие иглофильтровые установки. Самый распространённый вариант. Работают за счёт вакуума, создаваемого насосным агрегатом, и понижают уровень примерно на 4–5 метров за один ярус. Ограничение то же, что у любой всасывающей схемы, — атмосферное давление, см. высоту всасывания и NPSH.
Многоярусные схемы. Когда нужно опустить уровень глубже, ставят второй ярус ниже первого, затем при необходимости третий. Каждый ярус требует своей площадки и своего оборудования, поэтому схема быстро дорожает.
Эжекторные установки. В скважину опускается эжектор, работающий на подаваемой сверху рабочей воде. Вакуумного предела здесь нет, глубина понижения существенно больше — но КПД схемы ниже, а расход энергии выше.
Когда применяется
- Котлованы в водонасыщенных песках, где открытый водоотлив приводит к выносу грунта и оплыванию откосов.
- Траншеи под коммуникации при высоком уровне грунтовых вод.
- Строительство подземных сооружений — необходимо сухое основание под фундамент.
- Ремонт и реконструкция заглублённых объектов.
- Защита соседних зданий — контролируемое понижение вместо стихийного размыва.
Общая тема строительного водопонижения разобрана в статье про насос для водопонижения на стройке.
Когда достаточно открытого водоотлива
Иглофильтры — недешёвое и небыстрое решение: нужны погружение фильтров, коллектор, насосная станция и время на развитие депрессионной воронки. В ряде случаев это избыточно.
Открытого водоотлива обычно хватает, когда грунты связные (глины, суглинки) и приток невелик, когда котлован неглубокий и уровень грунтовых вод лишь немного выше дна, а также при кратковременных работах, где риск оплывания откосов приемлем. В этих ситуациях достаточно приямка и погружного насоса — задача сводится к откачке скапливающейся воды.
А вот в мелких и пылеватых песках открытый водоотлив опасен: вместе с водой выносится грунт, дно вспучивается, откосы плывут. Здесь иглофильтры не роскошь, а условие безопасности работ.
Что определяет расчёт
- Коэффициент фильтрации грунта. Ключевая величина: она задаёт приток и, соответственно, требуемую производительность.
- Требуемое понижение. Уровень должен опуститься ниже дна котлована с запасом.
- Геометрия выемки. Периметр определяет число иглофильтров и их шаг.
- Наличие водоупора. Схема принципиально различается для совершенных и несовершенных выработок.
- Куда отводить воду. Объёмы бывают значительными, и вопрос сброса решается заранее.
Расчёт делается проектировщиком по геологии площадки: подбирать оборудование «по аналогии с прошлым объектом» здесь не работает, потому что определяющим является грунт, а он на каждой площадке свой.
Типичные ошибки
Пытаются осушить пылеватый песок открытым водоотливом. Заканчивается выносом грунта и деформацией откосов.
Ставят один ярус там, где нужно два. Уровень не доходит до проектной отметки, дно остаётся обводнённым.
Не учитывают время развития воронки. Понижение происходит не мгновенно; запускать установку нужно заранее.
Игнорируют влияние на соседние здания. Понижение уровня вызывает осадку грунта в зоне влияния.
Не решают вопрос со сбросом воды. Объёмы за смену бывают в сотни кубометров.
Насосное оборудование в схеме
В самой иглофильтровой установке работает специализированный вакуумный или водовоздушный агрегат — это не тот насос, который мы поставляем. Но рядом почти всегда нужны погружные насосы: для перекачки собранной воды на сброс, для откачки остаточной воды из приямков и для аварийного водоотлива, если приток превысил расчётный.
Здесь применяются обычные дренажные и грязевые модели, см. дренажный насос. Если в воде много песка — уже грязевые с увеличенным проходным сечением и износостойкой проточной частью, см. абразивность среды и насос для песка.
Частые вопросы
На какую глубину понижают лёгкие иглофильтры?
Порядка 4–5 метров за ярус — предел определяется физикой всасывания, а не мощностью агрегата. Глубже — многоярусная схема или эжекторные установки.
Можно ли обойтись погружными насосами вместо иглофильтров?
В связных грунтах при умеренном притоке — да, обычным приямком с насосом. В водонасыщенных песках — нет: откачка со дна не остановит фильтрацию через откосы.
Сколько работает установка?
Непрерывно весь период работ в котловане. Остановка означает восстановление уровня и обводнение выемки, поэтому предусматривают резерв по питанию и оборудованию, см. мониторинг насосных станций.
Что подберём мы
Мы поставляем погружные дренажные, грязевые и шламовые насосы — то есть ту часть схемы, что отвечает за перекачку и аварийный водоотлив. Ассортимент — в каталоге. Опишите объект и приток — подберём модель под сброс и резерв.
Или позвоните — +7 (499) 397-84-51. Инженер подберёт модель по вашим исходным данным за один рабочий день.