Водоотлив
Водоотлив
— Так называется одна из важнейших вспомогательных работ строительного дела (см. также Горное дело), к которой приходится прибегать при устройстве оснований и фундаментов как в том случае, когда местность покрыта водою и работа ведется за перемычкой, так и в том, когда котлован опускается ниже горизонта грунтовых вод. Как бы ни была тщательно устроена перемычка, по мере отлива из-за нее воды появляются фильтрации и через перемычку, и через дно. В открытые котлованы грунтовая вода проникает также через дно и откосы. Если бы в пространство, огражденное перемычкою, вода не просачивалась, нужно было бы отлить только один раз объем воды, обусловливаемый размерами перемычки или котлована. Если бы скорость не играла серьезной роли, можно было бы ограничиться самыми простыми приспособлениями — черпаками, ведрами, и работа все же была бы исполнена. При существовании же фильтрации по мере понижения горизонта воды в перемычке или котловане нарушается гидростатическое равновесие воды по обеим сторонам перемычки или внутри и вне котлована и является движение воды в сторону осушаемого пространства. Скорость этого движения зависит от степени водопроницаемости перемычки или грунта, в котором вырыт котлован, и абсолютной разности горизонтов. Чтобы можно было при существовании фильтрации осушить дно котлована или перемычки, насосы должны быть рассчитаны таким образом, чтобы они могли отливать в единицу времени большее количество воды, чем ее поступает путем фильтрации. Положим, например, что объем воды в перемычке = 1000 куб. метр., сила насоса 100 куб. метр. в час, а фильтрация, начиная от 20 куб. метр., доходила бы до 60 кубических метров; время, в которое бы можно было осушить перемычку, приблизительно равно:
- 1000/[100 — (20 + 60)/2] = 16,66 час.
Затем для поддержания воды на одном уровне насос мог бы работать вдвое медленнее. В зависимости от силы водоотливных приспособлений и силы фильтрации работа ведется непрерывно или периодически. Имея водоотливные приспособления, производимость которых немногим превышает фильтрацию, выгоднее водоотлив производить непрерывно днем и ночью и поддерживать таким образом воду на низком уровне, чтобы утром не пришлось бы терять много времени в ожидании освобождения котлована. При сильных насосах, наоборот, выгоднее прекращать водоотлив на ночь: сильными насосами котлован или перемычка могут быть утром сравнительно быстро осушены к приходу рабочих. При сильной фильтрации и сильных насосах выгоднее водоотлив производить также периодически, потому что после заполнения котлована или перемычки водою фильтрации прекращаются сами собою, а потому является экономия в работе. При слабых фильтрациях и сильных насосах периодичность работы становится еще выгоднее. Периодичность В. уменьшаешь силу фильтрации, так как пути, по которым пробирается вода в котлован, успевают отчасти засориться; если грунт размывается течением, то, прекращая фильтрацию, уменьшаем размыв грунта. Эти два обстоятельства всегда следует принимать в расчет при избрании приспособлений для водоотлива. Периодичность водоотлива, а, следовательно, и периодическое затопление котлована водою имеет и другие хорошие стороны: если ночью бывают заморозки, слой воды, покрывающий кладку фундамента, защищает ее от мороза; неокрепший бетон не размывается и т. д. Прибавляя ко всему вышесказанному, что вода, которую приходится отливать из котлована или перемычки, содержит в себе много глины, песка, разного мусора, можно вывести следующие условия, которым должны удовлетворять водоотливные приспособления. Они должны: 1) иметь по возможности малые размеры, чтобы не было надобности увеличивать площадь котлована или перемычки для их размещения; 2) быть достаточно сильны для возможности периодической работы; 3) легко приспособляться к отливу воды при различной высоте ее горизонта; 4) быть приспособлены к отливу грязной воды; 5) быть по возможности простой конструкции, чтобы не легко повреждаться и чтобы отдельные части, скорее изнашивающиеся или засоряющиеся, легко могли быть заменены новыми или очищены; 6) быть легко подвижны для облегчения пользования ими.
Простейшие орудия водоотлива — ведро и бадьи, поднимаемые воротом, и черпаки, подвешиваемые к треноге. Работа такими орудиями не экономична. Прибором вполне удовлетворяющим своему назначению и применимым для небольшого водоотлива на высоту до 1,25-1,50 саж. является всасывающий насос из досок с кожаным поршнем в виде мешка; часто устанавливают по нескольку таких насосов, соединяя их коромыслами. Наиболее совершенны ручные насосы системы Летестю (см. Насосы). Для приведения их в действие нужно ставить 2, 4 или 8 человек рабочих. Паровые поршневые насосы для водоотлива из котлованов слишком сложны и легко повреждаются сором. Наиболее употребительными приборами при большом водоотливе являются центробежные насосы и пульсометры. Первые требуют установки парового котла и машины, причем движение шкива передается насосу ремнем (предпочтительно гуттаперчевым), вторые довольствуются одним только котлом, ибо работают непосредственно паром, проводимым к ним железными трубами. Так как пар можно проводить сравнительно на большое расстояние от котла и притом устраняется необходимость в паровой машине, то пульсометры вообще более удобны, чем центробежные насосы.
Для избежания бесполезной траты силы при откачивании воды последнюю не следует поднимать выше, чем требуется для ее удаления; поэтому, если перемычка значительно возвышается над горизонтом речной воды, — в ней оставляется отверстие, через которое можно отводить воду. Отверстие это должно быть плотно запираемо на время надводков. При малом и непродолжительном водоотливе выгоднее употреблять ручные насосы; если же водоотливных работ предвидится много и водоотлив обещает принять значительные размеры вследствие большого напора и тому под., то безусловно более выгодным является применение насосов паровых.
Кроме описанного применения при строительных работах, водоотлив входит как весьма важный процесс в другие технические операции. Так, он является необходимой принадлежностью сухих доков, где для него устраиваются постоянные машины. Роль водоотлива также важна при спасании тонущих или утонувших судов. Наконец, в деле осушения местности водоотлив достигает наибольшего значения. Подробности об этих применениях водоотлива см. в соответствующих статьях.
См. Guillemain, «Cours des procédés généraux de construction» (Пар.); Курдюмов, «Краткий курс оснований и фундаментов» (1889, СПб.).
- В статье воспроизведен материал из Большого энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона.
