LUCRĂRI DE EVACUARE A APELOR; EPUISMENTE

Pentru asigurarea unor condiţii normale de desfăşurare a lucrărilor pe şantierele de construcţii hidrotehnice, este necesar să se realizeze un sistem de apărare împotriva pătrunderii apelor din precipitaţii în ampriza lucrării, precum şi de evacuare a apelor ce stagnează pe teren. Astfel, pentru evitarea inundării gropilor de fundaţie sau degradării taluzurilor de către apa provenită din ploi sau zăpezi, se construiesc şanţuri deschise de colectare a apelor (şanţuri de gardă), care conduc debitele captate spre emisari naturali. În unele situaţii se procedează la îndiguirea acestor fundaţii.

În cazurile în care cota fundului sapături-

lor se găseşte sub nivelul pânzei freatice, apa infiltrată în gropile de fundare se îndepăr-tează prin lucrări de epuismente. Aceste lu-crări se pot executa prin următoarele metode:

Epuismente directe, prin pomparea directă a apei din groapa de fundare. Metoda se foloseşte în cazurile în care afluxul de apă subterană este mic, când diferenţa de nivel între fundul săpăturii şi nivelul apelor subterane este mică, şi când sub fundul săpăturii nu există un strat permeabil sub presiune care să pericliteze stabilitatea săpăturii. În cazul existenţei unei stratificări a

Fig. 5.1. Schema epuismentului direct1 - fundul săpăturii; 2 - şanţ de drenaj - colectare; 3 - puţ colector

terenului, trebuie să se îndeplinească următoarea condiţie (conform fig. 5.1): dacă K0 > K, se cere ca l h.

Epuismente indirecte - acestea constau în coborârea nivelului apei subterane pentru a se asigura condiţii de lucru în uscat, operaţie executată cu ajutorul unor puţuri amplasate în afara conturului excavaţiei (fig. 5.2).

Dintre tehnologiile folosite pentru această lucrare, drenarea cea mai eficientă se obţine cu ajutorul filtrelor aciculare.

De regulă în proiectul lucrării respective se prevede schema de evecuare a apei din groapa de fundare.

Fig. 5.2. Coborârea nivelului apelor subterane prin epuismente indirecte1 - puţ sau filtru acicular; 2 - conductă colectoare; 3 - staţie de pompare; 4 - conducte de

refulare;

În situaţiile când în proiect nu se prevede această schemă şi epuismentele nu se fac pe baza unui studiu prealabil, trebuie avute în vedere următoarele recomandări:

în principiu, şi din motive economice, ori de câte ori este posibil, se preferă evacuarea directă a apei;

alegerea modului de execuţie a epuismentelor depinde de situaţia hidrogeologică din zona amplasamentului;

în funcţie de permeabilitatea terenului, se pot folosi următoarele criterii:

K = 109 cm/s.....................afluxul de apă este neglijabil;

K = 109 - 107 cm/s...........epuismente directe prin pompare intermitentă;

K = 107 - 104 cm/s...…....epuismente directe sau filtre aciculare;

K = 104 - 101 cm/s....…...epuismente directe sau puţuri filtrante;

K = 101 cm/s.....................evacuarea nu

este posibilă decât pentru denivelări mici, sunt necesare alte

măsuri de creere a incintei inpermeabile (pereţi

de palplanşe etc).La epuismentele directe, în cazul unui

aflux de apă foarte mare şi a unor pământuri cu particule fine, se construieşte pe fundul săpăturii un filtru invers, pentru a preîntâmpina fenomenul de afuiere. Se recomandă a se utiliza pompele centrifuge în cazul apelor curate sau puţin murdare, şi pompe cu diafragmă când apa este murdară şi antrenează nămol sau nisip. Puterea pompelor se verifică în prealabil prin încercări de pompare. Apa pompată trebuie evacuată cât mai departe de săpătură, pentru a nu se infiltra din nou în aceasta.

Pentru un calcul prealabil se consideră că pe 1 m2 de suprafaţă a fundului gropii debitul de apă va fi:

la nisipuri fine...............................0,16 m3/h;

la nisipuri mijlocii.........................0,24 m3/h;

la nisipuri mari.............................0,20 - 0,36 m3/h;

la stânci fisurate............................0,15 - 0,25 m3/h.

5.1. Drenarea prin puţuri filtrante

În cazul terenurilor alcătuite din nisipuri fine, cu coeficienţi de permeabilitate cuprinşi între K = 1x10-1 - 1x10-4 cm/s, iar fundamentul impermeabil se găseşte la cel puţin 3 m sub cota excavaţiei, se foloseşte metoda de drenare prin puţuri filtrante (fig. 5.3).

Metoda constă în săpara prin foraj tubat (1) a unor puţuri cu diametrul de 400 - 500 mm, aşezate la distanţe de 6 - 12 m pe

Fig. 5.3. Puţul filtrant1 - filtru granular; 2 - tub perforat; 3 - dop; 4 - zona de filtrare; 5 - conductă

de absorbţie; 6 - sorb; 7 - conductă colectoare

conturul incintei de construcţie. În fiecare puţ se introduce câte un tub filtrant (2) din conductă galvanizată 250 - 300 mm, care, în zona cu infiltraţii este perforat în găuri circulare 5 - 6 mm sau cu şliţuri lungi de 20 - 30 mm şi de 3 - 4 mm lăţime, a căror suprafaţă totalizează 30 - 35 din suprafaţa coloanei filtrante aflate în stratul acvifer. Porţiunea filtrantă este înfăşurată cu o sită metalică cu ochiuri foarte mici. Tubul filtrant este închis la capătul inferior cu un dop de lemn (3) sau flanşă oarbă sudată. Între tubul filtrant şi peretele puţului se introduce material filtrant (4) (filtru invers) concomitent cu extragerea tubului exterior care s-a folosit la forare. În interiorul tubului filtrant se introduce conducta de aspiraţie (5) prevăzută cu un sorb (6), legată la un colector comun (7) la care sunt racordate 10 - 15 puţuri. Prin intermediul unor pompe aspirante, apa din puţuri este evacuată în

exterior. Funcţionarea puţurilor filtrante trebuie astfel reglată, ca la începerea epuismentelor, în primele 12 ore, denivelarea apei subterane să nu fie mai mare de 1,0 - 1,2 m. În continuare viteza de coborâre a nivelului trebuie să fie uniformă, pentru ca depresionarea maximă să nu fie atinsă decât după 8 - 12 zile. Prin aceste restricţii se urmăreşte împiedicarea colmatării filtrului invrs, precum şi formarea unui filtru natural în jurul coloanei forate.

Coborârea nivelului apei subterane cu puţuri forate este de cel mult 3 - 4 m. Dacă

Fig. 5.4. Epuisment în două (sau mai multe) trepte cu ajutorul puţurilor sau a filtrelor aciculare

această adâncime nu este suficientă, procedeul se poate aplica în 3 - 4 trepte, obţinându-se o cumulare a efectelor (fig. 5.4)

5.2. Drenarea prin puţuri de adâncime

Drenarea se poate realiza şi cu puţuri de adâncime, construite în acelaşi mod cu cele filtrante, numai că sunt echipate fiecare cu câte o pompă submersibilă care poate realiza într-o singură treaptă 10 - 15 m depresionare. În ţară se execută puţuri de adâncime cu pătrunderi mari în stratul acvifer, cu coloane perforate în lungime de 15 - 30 m, în care se coboară pompe cu ax vertical, cu rotor înecat, submersibile, de tip Hebe (fig. 5.5).

Pompele submersibile sunt alcătuite dintr-o pompă centrifugă (1) cu ax vertical, rotor radial, în partea superioară, sita filtrantă (2) pentru admisia apei în partea de mijloc, şi motorul electric asincron (3) tip S, trifazat, de tip umed (capsulat) în partea de jos.

Puţurile de adâncime nu sunt recomandate pentru drenări de scurtă durată. Pot fi folosite în mod eficient numai la obiecte de importanţă deosebită, care prezintă un grad mare de dificultate.

Fig. 5.5. Pompă submersibilă tip HEBE

1 - pompă centrifugă mono- sau multietajată; 2 - sorb; 3 - motor electric asincron, trifazat, de tip

umed