Разработка ППР на водопонижение: ключевые разделы и особенности

Проект производства работ (ППР) на водопонижение описывает, как смонтировать, запустить и эксплуатировать систему осушения конкретного котлована. В нём связывают данные изысканий и расчёты с расположением оборудования, этапами выемки грунта, контролем уровня воды и действиями при отказах. Ниже — перечень разделов и решений, которые стоит проверить до выхода бригады на площадку.

Исходные данные и расчётные условия

Разработка ППР начинается с анализа площадки. Геологический разрез нужен, чтобы определить положение водоносных слоёв и водоупоров, а сведения об уровнях и напорах — чтобы назначить требуемое понижение. Расчёт ведут по максимальному прогнозному уровню подземных вод с учётом изысканий и режимных наблюдений.

В исходных данных следует собрать:

• геологическое строение и фильтрационные свойства грунтов, положение водоносных горизонтов;
• наблюдённые уровни, напоры и прогноз их изменения на период строительства;
• химический состав подземных вод и условия их отвода;
• размеры и отметки котлована, последовательность устройства подземной части;
• сведения о соседних зданиях и подземных коммуникациях в зоне влияния.

До начала водопонижения обследуют здания в зоне его влияния и уточняют расположение коммуникаций (СП 45.13330.2017, п. 5.7). Если изысканий недостаточно для выбора системы защиты, предусматривают дополнительные исследования, включая замеры уровней и опытные откачки (СП 250.1325800.2016, п. 4.1.6). В практике компании «Осушение» инженерные изыскания выполняют партнёры.

Что должно быть обосновано расчётом

Расчётная часть связывает прогноз водопритока с производительностью системы и требуемыми отметками воды. Уровень предусматривают не менее чем на 0,5 м ниже дна котлована, учитывая его подъём за время аварийного отключения (СП 250.1325800.2016, п. 7.1.7). Для напорного горизонта под водоупором отдельно проверяют устойчивость дна против прорыва воды по СП 22.13330.2016, пп. 9.28–9.29.

Если устойчивость не обеспечена, предусматривают понижение напора либо увеличение пригрузки. Наличие сухой поверхности дна само по себе не показывает, что напор под водоупором безопасен. Поэтому разрез с положением напорного горизонта и расчётными уровнями нужен наряду с планом расстановки оборудования.

Для сложных условий используют численную модель. При этом задают проверяемые сценарии и исходные допущения: выражение «моделирует все возможные риски» не означает, что модель учитывает неизвестные условия площадки. Результаты расчёта сопоставляют с данными изысканий и наблюдений.

Выбор метода и схема системы

Метод выбирают по коэффициенту фильтрации, требуемому понижению и строению водоносной толщи. В ППР важно объяснить, почему принятая схема подходит именно этому участку. Например, открытый водоотлив применяют для временного осушения поверхностного слоя; в мелких и пылеватых песках учитывают риск суффозии, оплывания откосов и выпора.

Метод	Условия, которые учитывают в ППР
Гравитационные иглофильтры ЛИУ	Коэффициент фильтрации 2–50 м/сут. В неслоистых грунтах понижение одним ярусом — 4–5 м от оси насоса; при 2–5 м/сут нужна песчано-гравийная обсыпка.
Вакуумные иглофильтры УВВ	Коэффициент фильтрации 0,2–2 м/сут, с меньшей эффективностью — до 5 м/сут. Понижение одной ступенью — 5–7 м, обсыпка обязательна.
Открытые гравитационные скважины с погружными насосами	Коэффициент фильтрации не менее 2 м/сут при понижении более 4 м. Глубину определяют водоносный горизонт и требуемое понижение; при меньшем коэффициенте фильтрации рассматривают вакуумные скважины.

Области применения рассмотрены в СП 45.13330.2017, пп. 5.3–5.4. Для пылеватых песков и супесей с подходящим коэффициентом фильтрации применяют вакуумирование. Вакуумные иглофильтры не предназначены для глин и суглинков. Если глинистый слой подстилается песком, иглофильтры заглубляют в песок с обсыпкой по всей высоте.

Для суглинков и глин нормы предусматривают электроосмос и пластовый дренаж. Электроосмос применяют при коэффициенте фильтрации менее 0,2 м/сут (СП 22.13330.2016, п. 11.11); компания «Осушение» этот метод не выполняет.

В нормативных решениях встречаются и эжекторные установки. Компания «Осушение» эжекторное водопонижение не выполняет. Перечень методов в справочной литературе следует отличать от состава оборудования, принятого для конкретного объекта и исполнителя.

Что показать на чертежах

• План котлована с рабочими и резервными скважинами, иглофильтрами и наблюдательными точками.
• Разрезы с отметками дна, фильтров и уровней воды до и после понижения, включая этапы разработки.
• Трассы всасывающих и сбросных трубопроводов, узлы учёта и места отвода воды.
• Расположение насосных установок и схему электроснабжения с резервированием.

План и разрезы должны описывать одну систему: отметка фильтра на разрезе соответствует принятому водоносному слою, а линия сброса на плане доведена до выбранного места отвода. Это позволяет проверить монтаж до пуска, когда исправление ошибок ещё не связано с работающей откачкой.

Технология монтажа и порядок пуска

В технологической части описывают подготовку площадки и последовательность устройства водопонизительных сооружений. Иглофильтры обычно погружают гидравлически с обсыпкой в каверну, а в трудноразмываемых грунтах устанавливают в пробуренные скважины. Способ монтажа увязывают с геологическим разрезом и расположением коммуникаций.

Для водопонизительных скважин предусматривают бурение с прямой или обратной промывкой водой либо ударно-канатное бурение; глинистая промывка не допускается. После бурения выполняют прокачку эрлифтом (СП 45.13330.2017, пп. 5.9–5.16). Эти операции нужно включать в последовательность работ, а не ограничивать её установкой насоса.

Пуск каждой скважины выполняют отдельно, пуск системы оформляют актом (СП 45.13330.2017, п. 5.23). В ППР связывают этот этап с готовностью водоотвода, электроснабжения и наблюдательной сети. Начало откачки и достижение требуемого уровня — разные события: переход к выемке грунта должен опираться на результаты замеров.

Рабочее оборудование и резерв

Для скважинных систем предусматривают резервные скважины и насосные установки в размере 10–25 % в зависимости от срока работы, при этом резервных скважин должно быть не менее одной. Электроснабжение обеспечивают от двух независимых источников (СП 45.13330.2017, пп. 5.18, 5.24). В перечне оборудования рабочие и резервные позиции указывают отдельно.

Для насосов водоотлива резерв составляет 100 % при одном рабочем насосе и 50 % при двух и более (СП 22.13330.2016, п. 11.8). ППР должен показывать, к какой части системы относится каждый резерв, где находится оборудование и как его вводят в работу при отказе.

При проверке ППР я прежде всего сопоставляю отметки воды с этапами выемки грунта. Для ярусной разработки проверяю опережение понижения на 2,5–3 м, а также наличие резерва насосов и второго независимого источника питания. Отдельно смотрю, где установлены пьезометры и как задана периодичность замеров. Рекомендую заранее связать показания контроля с порядком действий при отказе оборудования, чтобы у бригады была конкретная последовательность работы.

Задать вопрос эксперту

Режим откачки и связь с земляными работами

Откачка при водопонижении должна быть непрерывной (СП 45.13330.2017, п. 5.29). В календарном плане предусматривают монтаж и пуск до соответствующего этапа разработки котлована, затем эксплуатацию на период подземных работ и последующий демонтаж. График поставки оборудования и работы бригад составляют с учётом этой последовательности.

Темп понижения задают в ППР (п. 5.30). При разработке ярусами сниженный уровень подземных вод должен опережать выемку на высоту яруса экскавации — 2,5–3 м (п. 5.31). Опережение выемки и запас уровня ниже окончательного дна проверяют для соответствующих этапов работ. Если котлован затоплен, воду откачивают плавно, без резких понижений, в темпе по ППР.

При зимней эксплуатации предусматривают утепление системы и сохранение протока воды. Например, на объекте ЖК «Событие-3» смонтированы сбросные трубопроводы с зимним утеплением. Этот пример показывает, почему мероприятия на холодный период нужно включать в состав работ вместе с монтажом трубопроводов.

Контроль уровня воды и окружающей застройки

ППР должен определять места наблюдений, измеряемые параметры и порядок записи результатов. СП 45.13330.2017 предусматривает наблюдательные скважины, водомеры и журнал работы системы (пп. 5.32–5.35). Показания позволяют сопоставить фактическое понижение и расход с расчётными значениями.

• Замеры уровня во всех затронутых водопонижением пластах — раз в 10 суток по п. 5.34.
• Контроль статического и динамического уровней — ежедневно по приложению И, таблице И.1.
• Наблюдения за осадками соседних зданий и коммуникаций — по п. 5.40 и программе мониторинга.

Эти виды контроля нужно отразить в программе раздельно, указав точки и порядок измерений. На объекте ЖК «Адмирал» на Шоссейной улице устроены 17 водопонизительных скважин и 5 пьезометрических гидронаблюдательных скважин. Количество точек из этого проекта не переносится на другой участок без обоснования.

Понижение уровня воды может вызвать проседание грунта под фундаментами близлежащих зданий. При понижении более 2 м требуется расчёт осадок поверхности (СП 22.13330.2016, п. 11.13). В ППР учитывают допустимые деформации и меры при отклонениях. В практике компании «Осушение» наблюдения за осадками соседних зданий выполняет отдельная независимая организация по прямому договору с заказчиком.

Действия при отклонениях и отказах

Для отказа насоса, отключения питания или роста уровня заранее описывают порядок ввода резерва и передачи информации ответственным участникам работ. При отклонениях наблюдаемых уровней и осадок от проектных значений решения о режиме системы принимают с учётом устойчивости дна и окружающей застройки. Порядок действий должен быть связан с измерениями, а не только с визуальной оценкой котлована.

Отвод воды и лабораторный контроль

На схеме сброса указывают трассу и место приёма откачанной воды. СП 22.13330.2016, п. 11.14, предусматривает отвод в существующие водостоки или отведённые места сброса. При напорной подаче в дождевую канализацию воду сначала направляют в водобойный колодец (СП 250.1325800.2016, пп. 7.1.12–7.1.13).

Сброс в ливневую сеть организуют с учётом технических условий и по договору водоотведения с владельцем сети; договор регулирует статья 14 Федерального закона № 416-ФЗ. На московских объектах компании это обычно договор с ГУП «Мосводосток»: его оформляет заказчик, при необходимости — компания. Для сброса в поверхностный водный объект требуется решение о предоставлении водного объекта в пользование (Водный кодекс РФ, ст. 11).

Состав воды, сбрасываемой при строительном водопонижении, контролируют лабораторно не реже 2 раз в месяц (СП 45.13330.2017, приложение И). Необходимость очистки и её схему определяют по качеству воды и условиям приёма. В ППР следует связать подготовку водоотвода с пуском насосов, чтобы работающая система имела предусмотренный путь сброса.

Охрана труда и завершение водопонижения

Монтаж иглофильтров запрещён при ветре 6 баллов и более, граде, ливне и ночью на неосвещённой площадке (СП 45.13330.2017, п. 5.27). Для земляных работ применяют Правила по охране труда, утверждённые приказом Минтруда № 883н: до начала работ обеспечивают отвод поверхностных и подземных вод (п. 122).

Условия работы в выемках без креплений увязывают с уровнем воды и устойчивостью грунта по пп. 129–130 этих Правил. Крутизну откосов выемок глубже 5 м, а также более мелких при осложняющих гидрологических и грунтовых условиях, увлажнении откосов или наступлении оттепели после зимней разработки устанавливают организационно-технологической документацией. Для снижения шума предусматривают малошумное насосное оборудование и звукопоглощающие экраны с сохранением непрерывной откачки.

Прекращение водопонижения предусматривают постепенно после завершения подземной части: не ранее окончания нулевого цикла и обратной засыпки пазух, когда сооружение набрало вес и прочность против всплытия. Для защиты от напорных вод эти условия установлены СП 22.13330.2016, п. 9.29. Демонтаж ярусов начинают с нижнего после обратной засыпки (СП 45.13330.2017, п. 5.39).

Как проверить комплект ППР перед работами

Перед передачей документа на площадку полезно проверить согласованность его разделов:

• Расчётные отметки и параметры системы совпадают с чертежами и перечнем оборудования.
• В графике предусмотрены подготовка сброса, пуск и достижение требуемого понижения перед выемкой.
• Резерв насосов и источников питания отражён в схемах и порядке действий при отказе.
• Для контроля определены точки, периодичность и документы регистрации результатов.
• Указаны условия завершения откачки и последовательность демонтажа.

Перечень оборудования, материалов и трудозатрат используют для планирования снабжения и бюджета. При оценке затрат учитывают:

• аренду насосов и иглофильтров;
• топливо и электроэнергию;
• работу операторов и мониторинг;
• отвод откачанной воды.

Выполнение решений ППР подтверждают актами пуска, журналами и результатами наблюдений. При проверке документа важны и обоснование принятой технологии, и соответствие фактических работ этому порядку.

Источники

• СП 45.13330.2017 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» — раздел 5, приложение И; изложение требований по редакции с изменениями № 1–3.
• СП 22.13330.2016 «Основания зданий и сооружений» — пп. 9.28–9.29, раздел 11.
• СП 250.1325800.2016 «Здания и сооружения. Защита от подземных вод» — п. 4.1.6, пп. 7.1.7, 7.1.12–7.1.13.
• Приказ Минтруда № 883н «Об утверждении Правил по охране труда при строительстве, реконструкции и ремонте» — пп. 122, 129–130.
• Федеральный закон № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении» — статья 14.
• Водный кодекс РФ — статья 11.

Наши объекты

Все проекты

Складской комплексЖК "Событие-4" г. МоскваКотлованы под жироуловители