Способ горизонтального дренажа подтопленных сооружений на свайных основаниях



Способ горизонтального дренажа подтопленных сооружений на свайных основаниях
Способ горизонтального дренажа подтопленных сооружений на свайных основаниях
Способ горизонтального дренажа подтопленных сооружений на свайных основаниях

 


Владельцы патента RU 2539447:

Пономаренко Юрий Викторович (RU)
Воронин Алексей Алексеевич (RU)

Способ горизонтального дренажа подтопленных сооружений на свайных основаниях относится к области строительства, в частности к строительству дренажных систем для защиты сооружений на свайных основаниях от подтопления грунтовыми водами. По предложенному способу осушение подтопленного объекта достигают благодаря тому, что из одной лучевой дренажной скважины, пройденной вдоль внешней стены снаружи сооружения нормально рядам несущих свай и оборудованной фильтром, проходят дополнительные боковые дренажные скважины между рядами свай. Бурение дополнительных стволов осуществляют с помощью забойного двигателя и отклоняющих устройств из указанной лучевой скважины. Устойчивость стенок дополнительных скважин при бурении обеспечивают применением гипановых или других самораспадающихся буровых растворов. После завершения проходки боковых дополнительных стволов буровой инструмент отсоединяют, которым перекрывают забой скважины, а двигатель вместе с бурильными трубами извлекают через фильтровую трубу, которая была протянута с помощью забойного двигателя. Предложенная система дренажа позволяет решить проблему защиты от подтопления сооружений на свайных основаниях. 2 ил.

 

Изобретение относится к области промышленного и гражданского строительства и предназначено для осушения подтопленных объектов.

Из современного технического уровня известен способ, применяемый на стадии строительства объекта на подтопленных территориях, способ горизонтальных трубчатых дрен, который включает укладку в траншеи, сооружаемые по периметру защищаемого объекта, дренажных труб с фильтрующей обсыпкой. Дренажные трубы (асбестоцементные, керамические, из пористого бетона и др.) размещают ниже подошвы фундаментов сооружения [Болотских Н.С., Пономаренко Ю.В. и др. Справочник по осушению горных пород. М.: «Недра», 1984, с.184-186]. На стадии эксплуатации объектов широко применяют способ лучевого дренажа, применение которого наиболее эффективно в условиях высокой плотности застройки и развития густой сети подземных коммуникаций. Указанный способ обычно включает проходку двух вертикальных стволов у диагональных углов подтопленного корпуса, проходку из стволов горизонтальных лучевых дренажных скважин под защищаемый объект (объекты), как это показано на фиг.1. Лучевые скважины на всю длину оборудуют фильтрами, принимающими грунтовые воды и сбрасывающие их в водосборник, расположенный в заглубленной части стволов, после чего осуществляют откачку воды на поверхность в систему водоотведения [Пономаренко Ю.В., Анпилов В.Е. Лучевой дренаж застроенных территорий. М.: «Недра», 1989, с.22-23].

Описанный способ лучевого дренажа, как наиболее близкий по совокупности существенных признаков к предлагаемому, выбран в качестве ближайшего аналога.

Недостатками известного способа защиты от подтопления являются расходящееся положение лучевых скважин с удалением от ствола и в силу этого неполное осушение удаленных от ствола частей защищаемого объекта. По этой причине возникает необходимость сооружения второго лучевого дренажа (фиг.1). Известно, что проходка ствола является наиболее затратным элементом лучевого дренажа, это приводит к существенному увеличению капитальных затрат.

Второй существенный недостаток указанных способов лучевого дренажа связан с широким применением в настоящее время свайных фундаментов. Для сооружения лучевых дренажных скважин под защищаемыми от подтопления сооружениями свайные поля являются непреодолимым препятствием, недостаточно эффективными являются и трубчатые дрены, сооружаемые с внешней стороны объекта.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение технической эффективности способа дренажа подтопленных объектов и снижение стоимости системы защиты объектов от подтопления.

Техническими результатами, которые получают при реализации заявляемого способа дренажа, являются:

- повышение эффективности и более равномерное (по площади) снижение уровней грунтовых вод;

- возможность применения дренажей для защиты от подтопления объектов на свайных основаниях;

- снижение капитальных затрат на строительство дренажной системы.

Заявленный способ иллюстрирует фигура 2.

На фиг.2 показано:

1 - шахтный ствол лучевого горизонтального дренажа;

2 и 3 - лучевые дренажные скважины;

4 - боковые стволы горизонтальных дренажных скважин.

Изобретательским шагом заявленного способа является сооружение под ростверком подтопленного объекта системы горизонтальных дренажных скважин между рядами несущих свай, сооружаемых из лучевой скважины, что позволяет обеспечить осушение объекта на свайном основании и отказаться от проходки второго шахтного ствола.

Заявленный способ осуществляют следующим образом: у одного из углов защищаемого объекта, где положение уровня грунтовых вод находится на наиболее высоких отметках, закладывают шахтный ствол 1 (фиг.2) на глубину, превышающую отметки подошвы ростверка объекта, что необходимо для размещения устьев лучевых скважин и водосборника дренажных вод. Глубина заложения лучевых скважин и объем водосборника определяют при проектировании по результатам фильтрационных расчетов понижения уровня грунтовых вод в границах площади объекта и ожидаемых водопритоков.

Поскольку грунты в основании объекта обводнены и пребывают в неустойчивом состоянии, бурение лучевых скважин 2 и 3 осуществляют с одновременным креплением колонной защитных труб (на фиг. не показаны). Если бурение лучевых скважин предусмотрено выполнять установкой УЛБ-130, то диаметр ствола должен быть принят 3,6 м в свету. Лучевые скважины оборудуют фильтрами на всю длину, подобранными с учетом гранулометрического состава обводненных грунтов. Устья лучевых скважин оборудуют задвижками (на фиг. не показаны).

В предлагаемом способе дренажа лучевые скважины закладывают с внешней стороны объекта параллельно внешним стенам, одну из которых располагают нормально рядам несущих свай. Затем из этой лучевой скважины 3 из точек А, В, С, D, Е, F проходят боковые дополнительные горизонтальные дренажные скважины №№4, 5, 6, 7, 8, 9, параллельные друг другу и направленные под защищаемый объект. Точки забуривания боковых дополнительных горизонтальных дренажных скважин устанавливают с учетом величины радиуса разворота (кривизны) скважин, необходимого для применяемого забойного двигателя и проходки скважин в требуемом направлении между рядами свай. Обычно радиусы кривизны в указанных условиях находятся в пределах 30-50 м.

Проходку боковых дополнительных горизонтальных дренажных скважин начинают с торцевой горизонтальной скважины 4, затем поочередно сооружают боковые дополнительные горизонтальные дренажные скважины 5, 6, 7, 8 и 9. Число боковых скважин может изменяться в соответствии с размерами объекта.

Боковые дополнительные горизонтальные дренажные скважины бурят с выходом за пределы ростверка защищаемого корпуса не менее чем на 5 м, что требуется для достижения необходимого понижения уровня грунтовых вод на внешней грани ростверка.

Боковые дополнительные горизонтальные дренажные скважины 4 в процессе бурения оборудуют гибкими фильтрами, которые протягиваются за забойным двигателем (на фиг.2 не показаны). Для этого к забойному двигателю с помощью легко освобождающегося переходника (на фиг.2 не показано) присоединяют идущую следом фильтровую колонну, внутренний диаметр которой превышает наружный диаметр забойного двигателя. Диаметр породоразрушающего инструмента, соединенного с двигателем, также легко отсоединяемым переводником, должен превышать диаметр протягиваемого в скважину фильтра. Последнее позволяет после достижения заданной длины бокового ствола освободить двигатель и извлечь его вместе с бурильными трубами из скважины через фильтровую колонну.

Устойчивость стенок скважин при бурении обеспечивают применением промывочных жидкостей на основе самораспадающихся или гипановых растворов.

Искривление скважин и переход на бурение боковых стволов осуществляют с помощью забойного двигателя и отклоняющих устройств: ОТС, P-1 и др.

После окончания проходки бокового ствола буровой инструмент отсоединяют от двигателя, он перекрывает забой бокового ствола и остается в массиве горных пород.

Практическая применимость предложенной системы горизонтальных дренажных скважин показана на примере подтопленного корпуса обогащения.

Пример. Естественным основанием корпуса являются супеси с коэффициентом фильтрации 1,7 м/сут. Глубина заложения фундаментов 5,8 м. Размеры корпуса в плане 80×30 м.

В отличие от ближайшего аналога защиту от подтопления предлагаемым способом осуществляют способом, включающим проходку одного шахтного ствола (1), 2-х лучевых скважин (2, 3) и трех боковых дополнительных горизонтальных дренажных скважин (4, 5, 6), как это показано на фиг.3. Эксплуатация сооруженной системы дренажных скважин при одновременной их работе позволила снизить уровень грунтовых вод на необходимые 1,7 м в течение 67 суток.

Способ горизонтального дренажа подтопленных сооружений на свайных основаниях, включающий проходку шахтного ствола с внешней стороны объекта и бурение лучевых скважин параллельно внешним стенам защищаемого объекта, отличающийся тем, что из лучевой скважины, расположенной нормально рядам несущих свай, используя забойный двигатель и отклонители направления бурения, проходят дополнительные боковые дренажные скважины, направленные под ростверк сооружения между рядами свай, дополнительные боковые дренажные скважины выводят за внешние границы объекта не менее чем на 5 м; при бурении с помощью забойного двигателя в дополнительные боковые дренажные скважины протягивают фильтровые колонны из гибких фильтров, устойчивость стенок лучевых и дополнительных боковых дренажных скважин достигается за счет применения гипановых или других самораспадающихся буровых растворов, после завершения проходки дополнительных боковых дренажных скважин отсоединенный буровой инструмент используют для перекрытия забоя дополнительной боковой дренажной скважины и оставляют в грунтовом массиве, а забойный двигатель вместе с бурильными трубами извлекают через фильтровую колонну.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области промышленного и гражданского строительства и может быть использовано при строительстве подземных подвалов и гаражей в условиях высокого стояния уровня грунтовых вод.

Изобретение относится к горному делу, а именно к разработке обводненных месторождений полезных ископаемых, а также может быть использовано при осушении котлованов и в гидротехническом строительстве.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано при создании противофильтрационной защиты водоемов, каналов и накопителей промышленных отходов, выполненных на просадочных грунтах.

Изобретение относится к области строительства и касается водонепроницаемой мембраны. Включает в себя барьерный слой и сцепляющий слой.

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений (ЗиС), а именно к способам их защиты от подпорного подтопления грунтовыми водами их подземной части. .
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для устранения протечек в подземных частях зданий и сооружений, тоннелей, коллекторов, водоводов, фундаментов, конструкций метрополитена и т.д., особенно в аварийных ситуациях.
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при организации дренажа на площадях, ограниченных фундаментом. .

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкции подземной части бетонной стены с пристенным дренажом, и может быть использовано для гидроизоляции стен подвалов и цокольных этажей зданий и подземных сооружений, а также защиты их от подтопления.

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений, а именно для улучшения строительных условий при возведении подземных частей в котлованах и их защиты в эксплуатационный период от подтопления грунтовыми водами верховодки.
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при организации дренажной системы для регулирования уровня воды в подвальных помещениях. .

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для автоматического регулирования грунтовых вод, например, для подпочвенного увлажнения на мелиорируемых землях.

Изобретение относится к области промышленного и гражданского строительства и может быть использовано при строительстве подземных подвалов и гаражей в условиях высокого стояния уровня грунтовых вод.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам для водно-воздушной мелиорации почв, и может найти применение на осушительно-увлажнительных системах.

Изобретение относится к области мелиорации и может быть использовано для осушения грунтов в тяжелых по механическому составу почвах, а также при регулировании уровня воды в верхних бьефах перегораживающих сооружений на оросительных и осушительно-увлажнительных каналах.

Изобретение относится к горному делу, а именно к разработке обводненных месторождений полезных ископаемых, а также может быть использовано при осушении котлованов и в гидротехническом строительстве.

Изобретение относится к области мелиорации и может быть использовано для осушения тяжелых по механическому составу почв, а также при регулировании уровня воды в верхних бьефах перегораживающих сооружений на оросительных и осушительно-увлажнительных каналах.

Изобретение относится к мелиорации и может быть использовано для автоматического регулирования уровня грунтовых вод. Цель изобретения - повышение надежности и точности в работе путем поддержания уровня воды в колодце.

Изобретение относится к осушению земель сельскохозяйственного назначения в Нечерноземной зоне, а также промышленных, городских, поселковых и других территорий и может быть использовано при проектировании, строительстве и эксплуатации дренажных систем и использовании дренируемых почв.

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к водозаборным сооружениям, и может быть использовано для забора воды из подземных источников при неглубоких залеганиях грунтовых вод.

Изобретение относится к области защиты грунтовых вод от загрязненных фильтратов из накопителей и может быть использовано для перехвата загрязненных потоков из накопителей на пути движения в открытые водотоки.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ включает закручивание в грунт или почву на требуемую глубину устройство для формирования дрены. Устройство состоит из сдвоенных полых труб. Наружная труба имеет равномерно расположенные выступы постоянного прямоугольного сечения, жестко закрепленные по боковой цилиндрической поверхности по винтовой линии с постоянным шагом. После достижения устройством требуемой глубины внутреннюю трубу вместе со связным грунтом изымают из наружной трубы с образованием полого пространства. Удаляют из внутренней труды грунт. Далее внутреннюю трубу обматывают противосуффузионным материалом и помещают обратно в полое пространство наружной трубы. После чего засыпают фильтрующий материал. Сдвоенные наружные и внутренние трубы по мере засыпания фильтрующего материала выкручивают с помощью рукоятки. Такая технология позволит повысить эффективность и производительность при строительстве вертикальных дрен в связных грунтах. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх