Расчёт водопонижения на стройплощадке: приток, напор, подбор насосов

Водопонижение почти всегда считают дважды: сначала на бумаге, потом заново на площадке — когда выясняется, что воды приходит вдвое больше расчётной. Причина в том, что приток к котловану складывается из нескольких источников, и упустить любой из них легко. Разберём, из чего он состоит, как перейти от кубометров в час к рабочей точке насоса и какой запас закладывать, чтобы стройка не встала после первого сильного дождя.

Из чего складывается приток воды

Суммарный приток — это не одна цифра, а сумма потоков с разным характером поведения:

Грунтовые воды. Постоянная составляющая. Зависит от коэффициента фильтрации грунта, разницы уровней и площади вскрытия водоносного горизонта. Растёт по мере углубления котлована.
Атмосферные осадки. Залповая составляющая. Дождь на площадь котлована и прилегающего откоса даёт кратковременный пик, в разы превышающий грунтовый приток.
Фильтрация через откосы и ограждение. Шпунт и стена в грунте снижают приток, но не обнуляют его — сквозь замки и по контакту с основанием вода идёт всегда.
Технологическая вода. Промывка, бетонные работы, мойка колёс — попадает в тот же зумпф.
Верховодка после таяния. Весенние объёмы не совпадают с летними расчётами.

Практический вывод: считать нужно не «средний приток», а два режима — установившийся и пиковый. Насосное оборудование подбирают по пиковому, иначе площадку затопит в единственный по-настоящему важный момент.

Открытый водоотлив или иглофильтры

Способ определяет всю остальную схему, поэтому решается первым:

Открытый водоотлив. Вода собирается по канавам в зумпф и откачивается погружными насосами. Просто и быстро разворачивается, но вымывает грунт из откосов и гонит взвесь через насос.
Иглофильтровое водопонижение. Уровень понижается за контуром котлована, дно остаётся сухим. Дороже, зато откосы устойчивы, а насосы работают на чистой воде.
Комбинация. Чаще всего на практике: контур иглофильтров плюс дежурный насос в зумпфе на ливневые пики.

Как оценивают приток к котловану

Грунтовую составляющую выводят из коэффициента фильтрации грунта, мощности водоносного слоя, требуемого понижения и геометрии контура. Главное здесь — формулы работают только на достоверных исходных данных. Коэффициент фильтрации, взятый «по таблице для супеси», отличается от фактического на порядок, и ошибка целиком переходит в результат. Без изысканий по конкретной площадке расчёт остаётся оценочным.

Дождевую составляющую оценивают надёжнее: интенсивность дождя расчётной обеспеченности берут из действующих норм проектирования наружных сетей канализации для конкретного города и умножают на площадь водосбора и коэффициент стока. Для открытого котлована последний близок к единице — впитываться воде некуда. Методика та же, что при подборе насосов для ливнёвки.

Суммарная расчётная подача — установившийся грунтовый приток плюс пиковый дождевой. Именно эта величина идёт в подбор.

От притока к рабочей точке насоса

Подача — только половина задачи. Вторая половина — напор, и его почти всегда недооценивают. Полный требуемый напор складывается из:

Геометрической высоты подъёма — от уровня воды в зумпфе до точки сброса. По мере углубления она растёт, и подобранный на старте насос к концу работ уходит с рабочей точки.
Потерь на трение в трубопроводе или рукаве. На стройплощадке линия сброса часто длинная, а диаметр берут «какой был» — на сотне метров рукава потери сопоставимы с геометрической высотой.
Местных потерь на отводах, переходах и обратном клапане.
Остаточного напора в точке сброса, если сброс идёт в напорную сеть, а не самотёком.

Как правильно сложить эти составляющие и не ошибиться в единицах — в материале про расчёт напора и подачи. Полученную пару «подача — напор» откладывают на характеристику насоса и смотрят, где она пересекается с кривой сети: это и есть рабочая точка. Насос, выбранный по одной только подаче, без проверки напора — самая частая ошибка на площадке.

Резерв и этапность

Водопонижение — процесс с меняющимися условиями, поэтому схему закладывают с запасом по трём направлениям.

Запас по производительности. Расчётный приток — оценка, а не измерение. Разумный запас обязателен, но избыточный вреден: насос уйдёт из зоны эффективной работы. Баланс — в материале про запас по напору и подаче.

Резервный агрегат. Сутки простоя стоят дороже всего насосного парка: подтопленный котлован — это размокшее основание, оплывшие откосы и остановленные работы. Схема «рабочий плюс резерв» здесь норма, а не роскошь.

Этапность. На старте котлован мелкий, приток и высота подъёма невелики; к проектной отметке растёт и то, и другое. Подбирать нужно на конечную стадию, а не обнаруживать нехватку напора по факту.

Что замерить до расчёта

Отметку установившегося уровня грунтовых вод и её сезонный разброс.
Проектную отметку дна котлована и требуемое понижение под ним.
Размеры котлована в плане и площадь водосбора с учётом откосов.
Данные изысканий: коэффициент фильтрации, мощность водоносного слоя.
Точку сброса, её отметку и расстояние до неё.
Характер взвеси: чистая вода, песок или глинистая суспензия.

Типовые ошибки

Считать только грунтовый приток. Дождевой пик превышает его в разы.
Игнорировать длину линии сброса. Потери на трение съедают напор незаметно, а результат — насос «не тянет».
Ставить дренажный насос на пульпу. Взвесь с песком — это уже задача для шламового насоса.
Подбирать на стартовую глубину. К проектной отметке напора не хватит.
Оставлять насос без защиты от сухого хода. Зумпф опустошается быстро, а сухой ход убивает уплотнение за минуты.

Частые вопросы

Можно ли посчитать водопонижение без изысканий?
Оценочно — да, по типу грунта и наблюдаемому уровню воды. Но точность низкая: табличный коэффициент фильтрации расходится с фактическим на порядок. Для небольшого котлована оценки хватает при хорошем запасе и наличии резерва; для ответственного объекта изыскания обязательны.

Сколько насосов нужно на котлован?
Минимум два: рабочий и резервный. При большом притоке или вытянутом котловане ставят несколько зумпфов со своими агрегатами — надёжнее одного мощного насоса, потому что отказ выводит из строя лишь часть схемы.

Почему насос перестал справляться, хотя приток не вырос?
Обычно выросла высота подъёма по мере углубления, забился рукав сброса или износилось колесо на абразиве. Все три причины сдвигают рабочую точку — см. падение производительности.

Связанные материалы

Официальная страница бренда Flygt на сайте Xylem — каталоги и техническая документация производителя.
Водопонижение на стройплощадке — способы и организация работ.
Подбор дренажного насоса — как выбрать модель.
Откачка котлована — практика на объектах.
Запас по напору и подаче.
Дренажные насосы и Flygt для строительства.

Нужна помощь?

Посчитаем водопонижение по вашим данным: приток, напор с учётом линии сброса, схему с резервом и этапность по мере углубления. Подберём оборудование под фактический характер воды — чистая, с песком или с абразивом. Отметки, размеры котлована и данные по грунтам присылайте через контакты.

Телефон: +7 (495) 089-97-15 · Email: info@nasosflygt.ru · Онлайн-подбор →