IV pytanie 9 - Odwodnienie wykopów:

1. powierzchniowe – pompowanie wody bezpośrednio z dna wykopu:

- wodę napływającą gromadzi się za pomocą rowków odwadniających do studzienek zbiorczych i stamtąd odpompowuje,

- rowki wypełnia się tłuczniem lub żwirem i zakrywa,

- wada: zjawisko sufozji.

2. wgłębne - obniżanie poziomu wód gruntowych.

Ad.1 Odwodnienie powierzchniowe – zapobieganie sufozji:

- przy głębokich wykopach (pow. 4m) podnóże skarpy zabezpiecza się warstwą filtru odwrotnego,
- przy niewielkiej depresji odpowiednio powoli obniża się zwierciadło wody (dno wykopu),
- w gruntach niespoistych (zwłaszcza o drobnym uziarnieniu) o dużym współczynniku filtracji stosuje się ścianki szczelne.

Ilość dopływającej wody potrzebna do zaprojektowania instalacji odwadniającej:

q – wydatek wody z dna wykopu,

A – powierzchnia przekroju dopływu (dno wykopu),

H – różnica poziomów zwierciadła,

k – współczynnik filtracji,

U – obwód ścianki w planie.

Ad.2 Odwodnienie wgłębne – uzyskuje się za pomocą:

- studni depresyjnych (k ≥ 1 m/dobę),

- igłofiltrów:

z podciśnieniem (0.1 < k < 1m/dobę)

z elektroosmozą (k ≤ 0.1)

- drenażu pionowego.

Kryterium doboru: współczynnik filtracji gruntu.

Studnie depresyjne wykonuje się w otworach wiertniczych o średnicach 20-50 cm.

Igłofiltry – podstawowe składniki: pompa samozasysająca, agregat pompujący, kolektor zbiorczy, igłofiltr. Kolumny rur o dł. 8-10m i średnicy 38mm.

Wpływy zewnętrzne na wykopy:

- obciążenie naziomu,

- ciężki fundament w sąsiedztwie.

Drenaż pionowy:

Metoda polega na wbudowaniu pionowych drenów powodujących znaczny wzrost wodoprzepuszczalności podłoża w kierunku pionowym.

Dreny piaskowe:

- wykorzystywane w otworach wierconych lub metodą rur wbijanych,

- w miarę napełniania otworu materiałem filtracyjnym rura jest wyciągana,

- stosuje się gdy są przewarstwienia piaskiem (grunty spoiste przewarstwione).

Dreny jutowo-piaskowe.

Dreny z tworzyw sztucznych – geodreny:

- taśmowe składające się zwykle z geowłókniny.

„Zamykanie” wykopów wąskoprzestrzennych: wanna szczelna. Trzeba wykonać płytę denną – korek betonowy. Jeśli nie robimy drenażu, stosujemy betony wodoszczelne.

Ścianki szczelne i szczelinowe

- ś. szczelna – konstrukcja składająca się z podłużnych elementów (grodzie, brusy) zagłębionych w grunt, ściśle do siebie przylegających, połączonych zamkami.

- ś. szczelinowa – wykonywana w szczelinie drążonej w gruncie, wypełnianej zawiesiną betonową.

Zadania:

- zabezpieczać szczelność pod podstawą fundamentu w budowlach piętrzących,

- zabezpieczać fundament przed przebiciem hydraulicznym i wypłukiwaniem,

- ś. szczelinowe mogą stanowić fundament głęboki,

Ścianki szczelne drewniane:

- wykopy w piaskach o h < 1 m, przy głębszych łączenie typu pióro-wpust,

- składa się z dwóch rzędów desek o grubości 38-42mm,

- pracę można wykonywać pod wodą,

- materiał w pełni odzyskiwalny,

- ścianka sama się uszczelnia.

Wykonawstwo:

- dolny koniec brusów zaostrzony i okuty blachą,

- głowica obcięta i zabezpieczona,

- na narożach i w odstępach 2-4 m między nimi wbijamy tzw. pale kierunkowe.

Zalety:

- znaczna szczelność wzrastająca w czasie,

- są lekkie,

- trwałe poniżej ZWG,

- mogą pracować na obciążenia pionowe,

- tanie.

Wady:

- mniejsza wytrzymałość w porównaniu do stali czy żelbetu,

- łatwość uszkodzenia przy wbijaniu.

- ograniczona długość,

- niemożliwość sztukowania.

Ścianki szczelne stalowe:

stosowane profile:

o płaskie,

o korytkowe,

o zetowe, dwuteowe,

o skrzynkowe,

parametry profili:

o wskaźnik wytrzymałości Wx,

o jakość mierzona stosunkiem Wx do ciężaru G,

o szczelność zamka.

Zamki:

- profile korytkowe:

o zamek na osi obojętnej przekroju,

o tarcie w zamkach nie wystarczające – 2/3 wskaźnika katalogowego do obliczeń,

o stosuje się też po zagłębieniu połączenie górnych krawędzi kleszczami lub zespawanie zamków na długości około 20 cm,

o mniej wrażliwe na uszkodzenia,

o zapewniają łatwiejsze prowadzenie blach,

o gładkość części grzbietowej – przyleganie do kleszczy,

- profile zetowe:

o zamek na krawędzi przekroju,

o opór przy zginaniu równy sumie oporów poszczególnych elementów – liczy się na wartości katalogowe,

o skłonność do obrotu wokół osi pionowej.

Larsseny

- prosty kształt ułatwiający wbijanie,

- duża wartość Wx /G,

- korzystne położenie zamka,

- niezbyt duża szczelność.

Zalety:

- łatwość wykonania i przechodzenia przez przeszkody,

- większa wytrzymałość od drewnianych,

- mniejszy ciężar w porównaniu do żelbetowych,

- trwałość sztukowania,
- w pełni odzyskiwane,

- można z nich kształtować ścianki łukowe.

Wady:

- znaczny koszt,

- nie przejmują obciążeń pionowych (wyjątek – profile skrzynkowe).