Контекст и стадия работ
При возведении монолитного бетонного бассейна на «под ключ» ключевым этапом является этап земляных работ и последующей заливки бетонной чаши. В районах с высоким уровнем грунтовых вод или выраженной сезонной динамикой этот этап сопровождается риском гидростатического подъёма, избыточного порового давления в основании и боковых откосах котлована, а также осложнениями при укладке и уплотнении основания. Описываемая ситуация возникает на стадии разработки котлована, подготовки основания, установки опалубки и армирования, а также в момент заливки и начального периода твердения монолита.
Текст составлен с позиции специалиста по взаимодействию грунтовых вод и конструкции, с акцентом на практические решения при организации временной откачки и сопутствующих мероприятиях, необходимых для защиты монолитной бетонной чаши от всплытия и гидростатических повреждений.
Почему управление подпором важно именно в этот момент
Непосредственно перед заливкой чаши подготавливается ровное, уплотнённое основание и устанавливается опалубка и армирование. В этот период структура ещё не обладает достаточной прочностью и весом, чтобы противостоять гидростатическим силам, возникающим при повышении уровня грунтовых вод. Ошибки в организации откачки или её отсутствие приводят к:
— увеличению порового давления под плитой и в теле грунта;
— всплытию плавающих элементов, смещению опалубки и армирования;
— подтоплению котлована и размыву основания, что снижает несущую способность;
— проблемам с качеством бетона (размыв, непрогнившая вода у опалубки);
— рискам для безопасности рабочих.
Поэтому на стадии земляных работ и непосредственной подготовки к заливке решение вопросов с грунтовыми водами является приоритетом.
Гидростатические и гидрогеологические принципы, которые определяют подходы
— Гидростатическая сила пропорциональна разнице уровней воды по обе стороны ограждающей конструкции и площади, на которую действует. Под плитой это реализуется как восходящая сила, стремящаяся вытолкнуть монолит.
— Поровое давление в грунте передаётся через поровую воду; при откачке происходит снижение порового давления, при возвращении воды — его восстановление. Быстрая откачка может вызвать неравномерные деформации и осадку.
— Проницаемость грунта и его пластичность определяют, насколько эффективно действует конкретный метод откачки и как быстро гарантируется снижение уровня.
— Снижение уровня воды в котловане неизбежно влияет на напор в прилегающих грунтах и может вызвать осадку близко расположенных сооружений или деформацию откосов.
Эти принципы определяют выбор методов и последовательность работ.
Методы временной откачки: преимущества и ограничения
1. Лотковая и колодезная откачка (сумп-помпы)
— Описание: организация временных низких мест в котловане, в которые стекает вода и откуда её откачивают центробежными насосами.
— Преимущества: простота, низкая стоимость, быстрая организация.
— Ограничения: неэффективна при высокой фильтрации из насыщенных слоёв; приводит к локальному снижению уровня, но не к комплексному контролю напора; возможен постоянный приток при проницаемых грунтах.
2. Винтовая/поверх
