Odwodnienie wykopu, w jaki sposób się wykonuje

Woda gruntowa często utrudnia przeprowadzanie prac fundamentowych. Zbyt wysoki poziom wody, stwarza konieczność jego obniżenia przed przystąpieniem do robót ziemnych. Czasami zdarza się, że konieczne jest odwodnienie wykopu na skutek długotrwałych opadów deszczu lub innych okoliczności, które spowodowały zaistniałą sytuację.

Jak wykonać odwodnienie wykopu

W sytuacji kiedy mamy wykop i dojdzie do jego zalania przez wodę, to najczęściej się ją po prostu wypompowuje. Niestety nie zawsze jest to dobre rozwiązanie. Jeżeli podczas wykonywania prac ziemnych poziom zwierciadła wody podniósł się na tyle, że znalazła się ona w wykopie, to przed rozpoczęciem pompowania, należy wykop odpowiednio zabezpieczyć odcinając dopływ wód gruntowych.

W przeciwnym razie pompowanie może skutkować nadmiernym rozluźnieniem gruntu w dnie wykopu lub wręcz jego upłynnieniem. Wynika to ze zmiany kierunku przepływu wody w gruncie, z dołu do góry na skutek pompowania. Lżejsze cząsteczki gruntu są wymywane pod wpływem ciśnienia przepływającej wody. Narusza to strukturę takiego gruntu i tym samym powoduje obniżenie jego parametrów wytrzymałościowych.

Są pewne wyjątkowe sytuacje, w których nie ma to znaczenia. Mianowicie kiedy pod dnem wykopu mamy grunty o większej frakcji np. żwiry lub piaski gruboziarniste. Ciężar ziarn takiego gruntu jest zbyt duży, aby ciśnienie wody przepływającej przez taki grunt mogło go naruszyć. Ponadto mała ilość mniejszych cząsteczek dodatkowo zmniejsza ciśnienie przepływającej wody.

Dlatego, w sytuacji kiedy musimy przeprowadzić odwodnienie wykopu to najpierw powinniśmy odciąć dopływ wody za pomocą ścianek szczelnych. Kiedy już uszczelnimy wykop, pompowanie ma największy sens. Warto także ustalić sposób prowadzenia prac ziemnych z geotechnikiem.

Wykonanie odwiertów geotechnicznych, pozwala precyzyjnie ustalić warunki gruntowo-wodne panujące w danym podłożu, a tym samym uniknąć niepotrzebnych problemów m.in. z wodą gruntową.

W jaki sposób zabezpieczyć wykop przed zalaniem

Kiedy na podstawie badań geotechnicznych wiemy na jakiej głębokości jest woda oraz z jakimi gruntami mamy do czynienia, możemy zaplanować sposób postępowania podczas wykonywania robót ziemnych. Podczas projektowania wykopu oraz gdy chcemy obniżyć zbyt wysoki poziom zwierciadła wód gruntowych, warto zwrócić uwagę, aby zwierciadło docelowo znajdowała się co najmniej 0,5 m poniżej dna wykopu.

Jest to działanie profilaktyczne, które ma za zadanie uchronić przed zalaniem wykopu na skutek niewielkiego podniesienia się zwierciadła wody gruntowej, spowodowanego np. opadami deszczu. Taki “bufor bezpieczeństwa” jest wskazany, szczególnie w okresie deszczowym, kiedy spodziewamy się intensywniejszych opadów.

W sytuacji kiedy warstwa wodonośna ma niewielką miąższość, powinno się odciąć dopływ wody do wykopu za pomocą ścianek szczelnych, o czym było wcześniej wspomniane. Aby to zrobić trzeba je wbić w strop warstwy słaboprzepuszczalnej znajdującej się poniżej. Ma to również zastosowanie w przypadku odwadniania wykopu, który już został zalany.

Jeżeli zwierciadło wody jest blisko dna wykopu to kolejną profilaktyką mającą na celu zapobiegnięcie jego zalania jest wykonanie niewielkich rowów tuż przy ścianach wykopu. W razie podniesienie się poziomu wód gruntowych, woda może zostać skutecznie tymi rowkami odprowadzana.

Odprowadzanie wody wiąże się z wykonaniem w narożniku lub narożnikach wykopu niewielkich obniżeń, w których zostaną umieszczone betonowe studzienne kręgi. Do tych kręgów będą doprowadzane rowki znajdujące się przy ścianach wykopu. Dzięki temu w sytuacji kiedy woda podniesie się niebezpiecznie wysoko grożąc zalaniem, będzie mogła być odprowadzana tego typu systemem, bez naruszenia struktury gruntu.

Na co uważać przy robieniu wykopu w przypadku zwierciadła naporowego

Jeżeli chcemy wykonać wykop w warstwie słaboprzepuszczalnej, która stanowi jednocześnie strop dla warstwy wodonośnej. Powinniśmy uważać na zjawisko przebicia hydraulicznego. Zjawisko to może mieć miejsce kiedy dno wykopu będzie równocześnie stanowiło barierę dla napierającej od spodu wody gruntowej znajdującej się pod ciśnieniem hydrostatycznym.

W takiej sytuacji bardzo łatwo jest naruszyć stan delikatnej równowagi między warstwą słaboprzepuszczalną a napierającą wodą. Jeżeli za bardzo zmniejszymy miąższość tej warstwy, może dojść do przebicia dna wykopu przez wodę. Woda ta będąca pod ciśnieniem spływowym, wraz z mniejszymi cząsteczkami gruntu utworzy na dnie wykopu kurzawkę.

Obniżanie wysokiego poziomu wód gruntowych za pomocą igłofiltrów lub studni depresyjnych

Igłofiltry to bardzo efektywny sposób obniżenia zwierciadła wód gruntowych na okres wykonywania prac ziemnych. Instalacja igłofiltrowa może sięgać do głębokości ok. 6 m, co zwykle pozwala na obniżenie zwierciadła wód gruntowych do 4 m. W niektórych wyjątkowych sytuacjach igłofiltry można umieścić jeszcze głębiej.

Tego typu instalacja odwadniająca jest bardzo wygodnym i prostym sposobem na obniżenie poziomu zwierciadła wód gruntowych na danym terenie, w przeciwieństwie do studni drenażowych. Dlatego instalacje igłofiltrowe są obecnie najczęściej stosowanym sposobem na obniżenie zwierciadła wód gruntowych w celu wykonania wykopu.

Ważne aby tego typu urządzenia odwadniające pobierały wodę z najbardziej przepuszczalnych warstw wodonośnych. Ma to zapobiec wymywaniu drobnych cząstek gruntu, a tym samym osłabieniu podłoża gruntowego. W przypadku studni depresyjnych, trzeba pamiętać o zastosowaniu odpowiedniej obsypki filtrowej. Zbyt duża granulacja obsypki sprawi że studnia może się piaszczyć, zbyt mała granulacja spowoduje że studnia będzie mało wydajna.