Технология строительства городских водостоков

Одним из основных принципов организации городского строительства является опережающая прокладка подземных коммуникаций. Подземные сети, включая водостоки, должны быть построены до начала дорожных работ и застройки районов.

При строительстве водосточной сети сначала прокладывают главные коллекторы, затем продольные водостоки, к которым присоединяют поперечные ветки с водоприемными колодцами.

Наиболее рациональной организацией строительства является поточный метод, в рамках которого необходимо предусматривать опережающее производство сосредоточенных работ: строительство очистных сооружений, сложных камер и т.п.

Технология строительства водосточной сети включает следующие основные процессы: подготовительные работы; разбивка и закрепление на местности трассы трубопровода и контура траншеи; разметки мест пересечения с подземными сетями; разработку траншей; устройство оснований под трубы и колодцы; монтаж элементов водосточной сети, заделку стыков; засыпку траншей с уплотнением грунта.

Основным материалом конструкций является железобетон.

Трубопроводы. Водосточные трубопроводы выполняются из железобетонных, бетонных, асбестоцементных и керамических труб.

Для железобетонных и асбестоцентных трубопроводов допускается применение металлических фасонных частей.

Керамические трубы канализационного типа диаметром 150-600 мм обладают необходимой для безнапорных трубопроводов водонепроницаемостью, гладкой поверхностью и высокой стойкостью к химическим реагентам, достаточной прочностью.

Керамические канализационные трубы диаметром 300-600 мм используют для трубопроводов дождевой канализации, прокладываемых в агрессивных средах при отсутствии временных вертикальных нагрузок.

Асбестоцементные трубы для безнапорных трубопроводов диаметром 100-400 мм. Они имеют гладкую внутреннюю поверхность, обладают достаточной прочностью, высокой долговечностью.

Асбестоцементные трубы используются для водостоков диаметром 300-400 мм небольшой длины в районах, где образование твердых нерастворимых частиц (главным образом, песка), попадающих в водосточную сеть, незначительно.

Устройство оснований.Линейные элементы водосточной сети – трубы и коллекторы, а также колодцы и камеры в зависимости от местных грунтовых и гидрогеологических условий укладывают на естественное грунтовое или искусственное основание (Табл.12).

Таблица 12

Конструкции оснований под трубопроводы

Естественным основанием для труб служат средние и крупнозернистые пески, супеси в сухом состоянии, мелкий и крупный гравий, песок в смеси со щебнем или галькой, глины и тяжелые суглинки при отсутствии в их толще водоносных прослоек, а также скальные и близкие к ним по крепости породы.

Искусственные основанияпод трубопроводы водостоков и дренажей выполняются: песчано-гравийные, щебеночные, бетонные, железобетонные и обоймы усиления. Бетонные и железобетонные основания могут быть монолитными или сборными.

При прокладке водостоков в песчаных грунтах с допускаемым давлением более 0,15 МПа трубы, колодцы и коллекторы можно укладывать на естественное спланированное и уплотненное основание. В глинистых, скальных и крупнообломочных грунтах с R_H>0,15 МПа трубы укладывают на песчаную подготовку толщиной 10-15 см.

В грунтах с допускаемым давлением 0,1 – 0,15 МПа устраивают искусственные основания толщиной 10-15 см из щебня, бетона В7,5 ……В15, железобетона. Искусственные основания в переувлажненных грунтах укладывают на песчаную подготовку. В слабых, неустойчивых, просадочных грунтах R_H>0,15 МПа (торф, илистые грунты, плывуны) устраивают свайные основания с железобетонным ростверком.

Для равномерной передачи на основание нагрузки от собственного веса труб, веса транспортируемой жидкости и грунтовой засыпки, трубы по всей длине должны плотно соприкасаться с основанием не менее чем ¼ цилиндрической поверхности.

Круглые трубы, уложенные на плоское основание, выдерживают нагрузку на 30-40 % меньшую, чем трубы, уложенные на основание, спрофилированное по форме нижней поверхности трубы. Поэтому на плоское естественное основание допускается укладка труб диаметром не более 0,5 м.

Грунт естественного основания должен иметь ненарушенную структуру и степень уплотнения не менее 0,95 – 0,98 . Грунты основания и песчаной подготовки уплотняют пневмотрамбовками, виброплитами, виброкатками на глубину не менее 0,15 м.

Монтаж водостоков. Перед укладкой элементов водосточной сети следует проверить соответствие проекту параметров открытой траншеи (отметки дна, геометрические размеры, надежность крепления стенок) и основания. Элементы водосточной сети монтируют, руководствуясь следующими принципами.

При монтаже самотечных трубопроводов водостока особое внимание следует обращать на точность укладки труб по продольному профилю трассы. Правильность вертикальных отметок смотровых колодцев (по лоткам колодцев).

Устройство стыковых соединений. Стыковые соединения безнапорных бетонных и железобетонных труб водостоков выполняют в основных двух типов: раструбные и фальцевые.

Рис. 25. Стыковые соединения труб водостоков:
а, б — соединения раструбных железобетонных труб; в, г — то же, фальцевых; д — соединения асбестоцементных труб на муфтах; 1 — замок из цементного раствора; 2 — резиновое кольцо; 3 — раструб; 4 — раствор на напрягающем цементе; 5 — труба; 6 — асбестоцементный замок; 7 — смоляная прядь; 8 — герметик; 9 — арматурная сетка; 10— бетонный поясок; 11 — асбестоцементная муфта; 12 — резиновая манжета d=10...20 мм

Обратная засыпка траншей.После проверки правильности укладки трубопровода, установки колодцев и визуального контроля качества заделки стыковых соединений траншею засыпают грунтом. Тщательно выполненная засыпка траншеи обеспечивает равномерную передачу нагрузки на трубопровод и основание и исключает просадку грунта над подземными сетями. Поэтому засыпку траншей следует вести строго соблюдая требования к качеству грунта, степени его уплотнения, последовательности технологических операций.

Для засыпки используют местный однородный непучинистый грунт.

Плотность грунта обратной засыпки должна быть близка к плотности окружающего грунтового массива, но не менее 0,95 от оптимальной при укладке трубопроводов в технических зонах и 0,98-1 – при их расположении под проезжей частью.

При неблагоприятных гидрогеологических условиях и прокладке трубопровода под проезжей частью улиц верхнюю зону грунтовой засыпки рекомендуется армировать синтетическими неткаными материалами, что существенно уменьшает последующие просадки грунта.

Контрольные вопросы по 2-му разделу

1. Цель и задачи вертикальной планировки территорий.

2. Назовите основные методы и стадии проектирования вертикальной планировки.

3. Как организуется сток поверхностных вод на городских территориях.

4. Устройство и функционирование открытой дождевой сети.

5. Устройство и функционирование закрытой дождевой сети.

Инженерная защита территорий

Факторы подтопления

Факторы подтопления и заболачивания территорий разнообразны. Их можно разделить на две основные группы: естественные и искусственные.

Термин «подтопление» достаточно условный, так как наличие или отсутствие подтопления определяется не только положением уровня подземных вод на территории но и характером ее использования. В пределах одной и той же территории отдельные ее участки с одинаковой глубиной залегания уровня подземных вод, но с различным заглублением подземных сооружений и коммуникаций могут подтопляться на различную высоту или не подвергаться подтоплению. Для конкретизации термина, «подтопляемыми территориями» будем называть участки, на которых уровень подземных вод располагается (постоянно или временно) выше оснований зданий, сооружений и коммуникаций. Для сельскохозяйственных земель и зон отдыха уровень грунтовых вод на подтопляемых участках располагается выше, чем это необходимо для нормального развития произрастающих культур.

При залегании подземных вод вблизи дневной поверхности, в особенности при их выклинивании, наблюдается заболачивание территории.

Особенно больших размеров уровень подтопления может достигаться под воздействием искусственных факторов – при подпоре подземных вод гидротехническими сооружениями, при несоблюдении необходимых условий поверхностного стока и при наличии утечек воды из водопроводно-канализационных сооружений и водостоков.

Величину подтопления в результате подпора грунтовых вод гидротехническими сооружениями можно заранее определить расчетом и принять меры по защите территории. В случаях когда причиной подтопления является недоучет естественных колебаний УГВ (уровня грунтовых вод), неправильное ведение строительно-монтажных работ и эксплуатации водных коммуникаций, не всегда можно установить опасность подтопления и принять меры к его предупреждению.

Высокий природный УГВ характерен для центральных и северных районов европейской части РФ, которые относятся к избыточно увлажненным и увлажненным природно-климатическим зонам. СПб расположен на плоских заболоченных островах в дельте Невы. Территорию отличают избыточная увлажненность, равнинный рельеф, широкое развитие с поверхности слабоводопроницаемых грунтов и их неоднородность. Картину дополняют сеть рукавов, каналов и подверженность территории речным и нагонным наводнениям.

Техногенное подтопление на стадии строительства чаще связано с изменением условий поверхностного стока. Оно может быть вызвано срезкой растительного покрова, засыпкой естественных дрен и т.п. Негативную роль играет разрыв между этапами проведения земляных и строительных работ нулевого цикла. Эти обстоятельства приводят к накоплению поверхностных вод в строительных котлованах, выемках, траншеях и способствуют дренированию грунтовых вод в искусственно созданные места разгрузки.