10437
.pdf
231
ВВЕДЕНИЕ
В р а б о т е р а с с м а т р и в а е т с я о с у ш е н и е с т р о и т е л ь н о г о к о т л о в а н а о т
п о д т о п л е н и я г р у н т о в ы м и в о д а м и ф у н д а м е н т о в н а м е ч а е м ы х с о о р у ж е н и й . П р и
э т о м р а с с м а т р и в а е т с я р а б о т а о с у ш и т е л ь н о й д р е н а ж н о й с и с т е м ы и в п е р и о д
э к с п л у а т а ц и и |
п о с т р о е н н ы х |
с о о р у ж е н и й |
п о с л е |
з а с ы п к и |
к о т л о в а н а |
п о |
о к о н ч а н и и в о з в е д е н и я ф у н д а м е н т о в . |
|
|
|
|
||
Д л я в ы п о л н е н и я р а б о т ы с т у д е н т п о л у ч а е т и н д и в и д у а л ь н о е з а д а н и е .
С т р у к т у р а и о б ъ е м о т ч е т н ы х м а т е р и а л о в д о л ж н ы с о о т в е т с т в о в а т ь
с т а н д а р т у к а ф е д р ы - С Т Д 1 - 0 0 , г д е п р и в о д я т с я т р е б о в а н и я к к о м п л е к т н о с т и ,
с о д е р ж а н и ю , о ф о р м л е н и ю и с д а ч е р а с ч е т а и г р а ф и ч е с к о г о м а т е р и а л а .
234 |
|
УД С (А) = (200,0 - d) - (D + 0,5 + л-0,1), м |
(1) |
где D - диаметр трубы; |
|
л - число слоев дренажной обсыпки. |
|
2 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИТОЧНОСТИ ВОДЫ К ДРЕНЕ |
|
Так как дренажные трубы обеспечивают движение водного потока в условиях безнапорного движения, то для этого режима требуется прокладка труб с уклоном от точки А в направлении к точке С . Принимается уклон i = 0,001. Учитывая принятый уклон, заглубление дренажной системы в точке
С будет самым большим.
Для расчета приточности воды к дрене требуется определить расчетное
заглубление дрены в среднем положении трасы А В С :
УД С р , ) = УД С а ) - |
i ■1м 2 т - , м. |
(2) |
Для указанного положения расчетная глубины грунтовых вод будет |
||
равна: |
|
|
hj = 200 - с - |
УД С Ф), м. |
(3) |
Приточность грунтовых вод к дрене необходимо рассмотреть с учетом заглубления водоупора. На рис. 3 представлены 3 расчетные схемы для
положения дренажной трубы относительно водоупора.
Приточность грунтовой воды к дрене при неучете инфильтрации
определяется по формуле: |
|
q = * h527hL>м2/°. |
(4) |
Значения коэффициента фильтрации к принимается в зависимости от
вида грунта по табл. 1. В расчете приточности фильтрационного расхода к дренажной трубе зададимся условием h2 = 0,8D.
Предложенная зависимость применима для схемы а) рис. 3. Для схемы
б) рис. 3 величина h2 не учитывается, и приточность воды к дрене:
|
236 |
|
|
|
|
|
Торф, слабо разложившийся |
0,02 - |
0,06 |
0,05 - |
0,5 |
0,2 - |
2 |
Торф, сильно разложившийся |
0,06 - |
0,012 |
0,01 - |
0,05 |
1 - |
7 |
Радиус влияния дрены R при неучете инфильтрации находится по |
||||||
зависимости: |
|
|
|
|
|
|
R = ^ |
, м |
|
|
|
|
(7) |
tg a |
|
|
|
|
|
|
где tga выбирается в зависимости от типа грунтов. Значения tga
представлены в табл. 1.
Если инфильтрация грунтовых вод учитывается, то величина R
определяется из выражения: |
|
R - p (h - he), м. |
(8) |
Значения величины инфильтрации р принимается в зависимости от
вида грунта по табл. 1.
При глубоком залегании водоупора приточность воды к дрене соответствует расчетной схеме в) рис. 3.
Радиус влияния дрены а +16 со стороны котлована небольшой, и в
этом случае величинами расходов q3и q4 следует пренебречь.
Воспользуемся приближенными формулами для определения
приточности воды к дрене: при отсутствии инфильтрации
q = q + q2 = к 2R +k Rh^лm , м2/с; |
(9) |
при учете инфильтрации |
|
q =q + q2 = khR +к ^ л Т ■m , м /с . |
(10) |
В указанных формулах радиус влияния дрены R находится по
соответствующим формулам (7) и (8).
237
Коэффициентом л определяется осреднение линий токов при движении
фильтрационного расхода q2 в зависимости от соотношения |
R /T по |
табличным значениям (табл. 2). При этом следует учесть, что если |
R /T > 20, |
л = 1,15; если R /T < 1, л = 1,87. |
|
Коэффициентом m = 0,75 учитывается неприточность грунтовых вод к
дрене (табл. 2). |
|
|
|
|
|
|
Общий расход воды в дрене определяется по выражению: |
|
|||||
|
|
Q = q^ABc-, м3/с |
|
|
(11) |
|
где 1АВС= 1АВ + 1ВС- длина дренажной сети по линии АВС. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
Значение величины л |
|
|
||
R /T |
20 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
л |
1,15 |
1,18 |
1,23 |
1,30 |
1,44 |
1,87 |
3 РАСЧЕТ ГИДРАВЛИКИ ПОТОКА В ДРЕНЕ
Движущийся поток воды в дрене является безнапорным при неполном заполнении. Требуется определить степень заполнения живого сечения дрены и скорость потока при ранее предусмотренном уклоне i = 0,001.
Полученный расход по формуле (11) соответствует неполному заполнению дрены QHn. Для расчета степени заполнения дрены и скорости
потока требуется определить расход потока при полном заполнении по формуле Шези:
Qn = ш ■C y fR i, м3/с |
( 1 2 ) |
|
где т - площадь живого сечения; |
|
|
п D 2 |
м |
(13) |
4 |
, |
|
C - коэффициент формулы Шези; |
|
|
R - гидравлический радиус. |
|
|
Коэффициент формулы Шези вычисляется по формуле Маннинга: |
|
|
C = 1 Я /б, |
(14) |
|
л |
|
|
238
где n - коэффициент шероховатости внутренней поверхности трубы.
Для керамиковых труб n = 0,013; |
|
асбестоцементных - n = 0,014; |
|
бетонных - n = 0,016. |
|
Гидравлический радиус R вычисляется по формуле: |
|
R = - , м |
(15) |
X |
|
где х - смоченный периметр. |
|
При полном заполнении: |
|
X = n D, м. |
(16) |
Степень заполнения дренажной трубы и скорость |
фильтрационного |
потока в трубе определяются с помощью коэффициента неполноты расхода
А :
л = = < ( | ) ; (17)
и коэффициент неполноты скорости В:
|
|
|
В |
f |
( h ) |
|
|
|
|
|
(18) |
|
Скорость потока в дренажной трубе при полном заполнении |
||||||||||
определяется по формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
J |
= OIL = - S n - , м/с. |
|
|
|
|
(19) |
||
|
|
|
|
—П |
n D |
|
|
|
|
|
|
|
Значения величин А и В в зависимости от изменения глубины, т.е. D |
||||||||||
приведены в табл. 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
|
|
|
Значения коэффициентов А и В |
|
|
|
|||||
h/D |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
0,95 |
1 |
А |
0,025 |
0,1 |
0,2 |
0,35 |
0,5 |
0,65 |
0,83 |
1 |
1,07 |
1,1 |
1 |
В |
0,35 |
0,55 |
0,75 |
0,95 |
1,05 |
1,1 |
1,15 |
1,16 |
1,15 |
1,1 |
1 |
|
239 |
П р и п р и н я т о м р а н е е у с л о в и и h 2 = 0 ,8 D , с п о м о щ ь ю т а б л и ц ы 3 |
|
н а х о д и т с я г л у б и н а п о т о к а в т р у б е : |
|
h 2 W = A D , м . |
( 2 0 ) |
Э т о т р е з у л ь т а т м о ж е т н е с о в п а с т ь с р а н е е з а д а н н ы м з н а ч е н и е м h 2 . |
|
П о э т о м у в р е а л ь н ы х у с л о в и я х п р и ш л о с ь б ы с н о в а з а д а т ь с я г л у б и н о й п о т о к а
в т р у б е и з а н о в о п р о и з в е с т и р а с ч е т . В р а б о т е н е о б х о д и м о о т м е т и т ь э т о
о б с т о я т е л ь с т в о , н о р а с ч е т н е к о р р е к т и р о в а т ь . |
|
|
С к о р о с т ь п о т о к а в т р у б е н а х о д и т с я п о з а в и с и м о с т и : |
|
|
J Hn = B J n , м /с . |
|
( 2 1 ) |
Е с л и о к а ж е т с я J Hn < 0 ,3 м / с , т о с л е д у е т у к а з а т ь , ч т о в д а н н о м с л у ч а е в |
||
у с л о в и я х э к с п л у а т а ц и и н е о б х о д и м о п р е д у с м о т р е т ь п р о ч и с т к у |
т р у б |
о т |
з а и л е н и я . П р и с к о р о с т и д р е н а ж н о г о п о т о к а J Hn > 1 м / с с л е д у е т у к а з а т ь , ч т о в |
||
э т и х у с л о в и я х н е о б х о д и м о д л я б о р ь б ы с р а з м ы в о м г р у н т а и л и и з м е н и т ь
у к л о н i ( с д е л а т ь м е н ь ш е 0 ,0 0 1 ) , и л и у в е л и ч и т ь д и а м е т р D . В с е у к а з а н н о е
п о т р е б у е т в ы п о л н е н и я д о п о л н и т е л ь н о г о р а с ч е т а , н о в р а б о т е о г р а н и ч и м с я
в ы п о л н е н н ы м р а с ч е т о м .
4 РАСЧЕТ ЕМКОСТИ НАКОПИТЕЛЬНОГО КОЛОДЦА
С ч и т а е т с я , ч т о о с у ш е н и е з а д а н н о й т е р р и т о р и и о с у щ е с т в л я е т с я с
п о м о щ ь ю н а к о п и т е л ь н о г о к о л о д ц а , к о т о р ы й р а с п о л а г а е т с я в т о ч к е С и к
к о т о р о м у д р е н а ж н ы е в о д ы п о д а ю т с я п о д в у м н е з а в и с и м ы м п у т я м А В С и
A D C .
К о н с т р у к т и в н о р а з м е р ы н а к о п и т е л ь н о г о к о л о д ц а о п р е д е л я ю т с я в и д а м и
о с у ш а е м ы х г р у н т о в . Д л я г а л е ч н и к о в ы х и к р у п н о з е р н и с т ы х п е с к о в р а з м е р ы
н а к о п и т е л ь н о г о к о л о д ц а п р и н и м а ю т с я в п л а н е п л о щ а д ь ю 4 , 0 х 4 ,0 м ,
к о н с т р у к т и в н о в ы с о т о й 2 , 2 м . Д л я в с е х о с т а л ь н ы х г р у н т о в п л а н о в ы е р а з м е р ы
с л е д у е т н а з н а ч и т ь 3 ,0 х 3 ,0 м , в ы с о т у п р и н я т ь 2 ,0 м .
П р и н и м а е т с я у с л о в и е , ч т о в с л у ч а е з а п о л н е н и я к о л о д ц а в о д о й н а
в ы с о т у 0 ,7 5 о т к о н с т р у к т и в н о й в ы с о т ы в к л ю ч а е т с я н а с о с д л я у д а л е н и я
н а к о п и т е л ь н о й в о д ы в л и в н е в у ю к а н а л и з а ц и ю .