“Водопонижение” – это инженерное мероприятие, направленное на снижение уровня подземных вод ниже отметки дна котлована, обустраиваемого для сооружения подземной части здания. Имеет цель обеспечить безопасное ведение работ в котловане на весь период строительства подземной части здания. Таким образом, необходимость в водопонижении возникает, если дно котлована оказывается ниже уровня грунтовых вод.

Реализуется водопонижение путем отбора воды либо из специально оборудованных различными типами водоподъемников горных выработок – скважин или зумпфов. Выбор способа отбора воды и типа водоподъемников определяется величиной ожидаемого (расчетного) водопритока к системе водопонижения.

Важным условием являются заблаговременность водопонижения. Обычно принимается, что предварительный период водопонижения, обеспечивающий требуемое снижение уровня ниже отметки дна разрабатываемого котлована, не превышает 15 суток. Водопонизительные системы должны действовать непрерывно весь период строительства ниже уровня грунтовых вод. А иногда и дольше – если есть опасность всплытия ненагруженной конструкции. В процессе водопонижения прекращение отбора воды при аварийных ситуациях допускается на период 15-30 минут – для перехода на резервный источник электроснабжения. При этом, для обеспечения безопасного ведения работ в этот период, в инженерных расчетах отметка снижения уровня при водопонижении принимается не менее чем на 0,5 м ниже дна котлована. Перепонижение должно быть не менее 1м – для сохранения целостности основания при промерзании в зимний период. По требования Заказчика – при забивке свай со дна котлована во избежание разжижения перепонижение может быть 3 м, при устройстве в основании спецработ по укреплению –5 м.

В результате инженерных гидродинамических расчетов выполняемых в ходе проектирования “водопонижения” определяются:

  • величина суммарного водоотбора в час при водопонижении, обеспечивающая требуемое снижение уровня подземных вод к началу разработки котлована;
  • величина расхода из каждой скважины Q0, расстояние между скважинами или иглофильтрами, схема их расположения по контуру котлована;
  • требования к обустройству водоприемной части скважины или иглофильтра (интервал установки, длина, диаметр, тип фильтра и обсыпки);
  • типоразмер насосов или насосной установки для иглофильтров.

При гидродинамических расчетах учитываются осложняющие процесс водопонижения факторы, такие как наличие вблизи котлована дополнительных источников питания подземных вод (речки, подземного коллектора, гидродинамического “окна”, обеспечивающего переток воды из соседнего водоносного горизонта).

Весьма неблагоприятным природным фактором при устройстве котлована является существование напорного горизонта подземных вод ниже дна котлована, перекрытого водоупором в виде слоя глин или суглинков небольшой мощности. В процессе разработки котлована может произойти выпор грунта, сопровождаемый разуплотнением основания и, возможно, катастрофическим затоплением котлована. В таких условиях необходимо снижать уровень в напорном водоносном горизонте. Благоприятным фактором, уменьшающим отбор воды при водопонижении, является сооружение подземного ограждения по периметру котлована типа “стены в грунте” или шпунта Ларсена.

Следует учитывать, что уменьшение периода заблаговременного снижения уровня ниже отметки дна котлована приведет к увеличению водоотбора из систем водопонижения и удорожанию его сооружения. При этом, на поздних этапах строительства водопритоки к системе водопонижения, как правило, значимо уменьшаются, что позволяет отрегулировать систему водопонижения на меньшую производительность. В процессе водопонижения следует выполнять систематические измерения положения уровня воды по наблюдательным скважинам.

Водопонижение при строительстве инженерных сооружений