“Барражным эффектом” называют подъем уровня подземных вод на пути фильтрационного потока перед преградой и снижения уровня за преградой. “Барражный эффект” в строительстве возникает вследствие полного или частичного перекрытия водоносного горизонта подземным сооружением. “Барражный эффект” также проявляется в повышении градиентов фильтрационного потока при обтекании преграды. В качестве преграды фильтрационному потоку часто выступает ограждающая конструкция в виде “стены в грунте”, обеспечивающая устойчивость стенок котлована и защиту котлована при строительстве здания от больших водопритоков.

Повышение уровня подземных вод может активизировать просадочные процессы, привести к возникновению гидродинамического и взвешивающего давления. Подтопление, связанное с повышением уровней, может вызвать заболачивание территории, представляет угрозу сохранности подземных технических сооружений и коммуникаций, построенных в ранее сухих грунтах.

Понижение уровней подземных вод может привести к возникновению подземной эрозии, образованию суффозионных воронок на поверхности земли, деформации сооружений и подземных коммуникаций.

На основании МГСН 2.07-01 “Основания, фундаменты и подземные сооружения г. Москва” и СП 22.13330.2016 “Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*” (п. 5.4), а также требований экспертизы для количественной оценки изменения уровней подземной воды и градиентов потока, прогнозные расчеты “барражного эффекта” выполняются с использованием метода математического численного моделирования в конечных разностях.

Величина изменения уровня при “барражном эффекте” зависит от градиента фильтрационного потока и протяженности преграды, перекрывающей фильтрационный поток по его фронту. Максимальный эффект наблюдается при полном перекрытии преградой водоносного горизонта (преграда “совершенная” по гидродинамическому воздействию на фильтрационный поток). Как было показано исследованиями Бунтмана и Непомнящего, при перекрытии преградой менее 90% мощности водоносного горизонта “барражный эффект” практически не проявляется. Величина изменения уровня при “барражном эффекте” варьирует от десятков сантиметров до нескольких метров.

Основными компенсационными инженерными мероприятиями при значительной величине “барражного эффекта” являются:

• Дренажные сооружения подземных вод перед преградой;
• создание искусственных путей пропуска расхода фильтрационного потока в обход преграды.

Весьма ориентировочно величина “барражного эффекта” может быть оценена по эмпирической формуле Монахова-Пашковского:

ΔH=(I·B)/1.78

где B – протяженность преграды, определенная перпендикулярно потоку подземных вод, м;

J – напорный градиент подземного потока до сооружения преграды.

При оценке “барражного эффекта” для подземного сооружения, проектируемого в пределах существующих зданий с глубоко залегающими фундаментами, указанная формула не может быть использована. В этом случае необходимо учитывать взаимовлияние нескольких преград фильтрационному потоку. То есть, оценка “барражного эффекта” возможна только с использованием метода математического моделирования.