10914

221

Для задания расчетной схемы вантового перехода в ПК ЛИРА-САПР необходимо построить ее в программе Autocad в формате dxf, затем с помощью инструментов программного комплекса импортировать данную расчетную схему. Расчетная схема представлена на рисунке 3.

Рис. 3. Расчетная схема вантового перехода

Описание расчетной схемы:

1. Назначение признака схемы – 5.

2. Назначение типа конечного элемента – тип 5.

222

При определении нагрузок, действующих на конструкцию вантового перехода, рассмотрены следующие виды загружений:

собственный вес конструкций сооружения;

нагрузка от трубопроводов;

снеговая нагрузка;

ветровая нагрузка;

гололедная нагрузка.

Сбор нагрузок производим в соответствии с СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».

Схемы приложения нагрузок представлены на рисунках 4-7.

Рис. 4. Ветровая нагрузка

Рис. 5. Ветровая нагрузка на торец

Рис. 6. Снеговая нагрузка

Рис. 7. Гололедная нагрузка

Список литературы

1.Кирсанов, Н.М Висячие и вантовые конструкции: учеб. пособие для вузов / Н.М. Кирсанов. – М.: Стройиздат, 1981. – 158 с. : ил.

2.Гибшман, Е.Е. Проектирование металлических мостов / Е.Е. Гибшман.

–М.: Транспорт, 1969. – 416 с.

3.СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. – М.: Минрегион России,

2016 г.

224

Метод упрощенной аэрации основан на способности воды, содержащей двухвалентное железо и растворенный кислород, при фильтровании через зернистый слой выделять железо на поверхности зерен, образуя каталитическую пленку из ионов и окислов двух- и трехвалентного железа. Эта пленка активно интенсифицирует процесс окисления и выделения железа из воды. Обезжелезивание воды в загрузке, покрытой пленкой, является гетерогенным автокаталитическим процессом, в результате чего обеспечивается непрерывное обновление пленки как катализатора непосредственно при работе фильтра.

При этом методе не требуются окисление двухвалентного железа в трехвалентное и перевод его в гидроокись, в связи с чем отпадает необходимость в устройстве дорогостоящих аэрационных сооружений. Упрощенная аэрация осуществляется с помощью несложных приспособлений путем излива воды с небольшой высоты в карман или центральный канал фильтра, либо путем вдувания воздуха в обрабатываемую воду. В гравитационном варианте обогащение воды кислородом при разбрызгивании ее в воздухе происходит весьма интенсивно. Так, при капельном падении воды с высоты 0,5 м содержание растворенного кислорода достигает 5 мг/л. Вместе с тем известно, что для окисления 1 мг железа (II) расходуется 0,143 мг кислорода. Однако на практике с целью удаления углекислоты высота аэрации обычно назначается больше. В напорном варианте для обогащения воды кислородом воздух вводится в

трубопровод (или смеситель) перед напорными фильтрами в количестве 1,5 - 2 л на 1 г железа (II). Отсутствие специальных аэрационных устройств и контактных емкостей упрощает эксплуатацию и снижает стоимость очистки.

Обезжелезивание воды известкованием является универсальным и надежным, но наиболее дорогим методом. Обычно его применяют для удаления сернокислого железа, а также в тех случаях, когда исходная вода содержит сероводород или большое количество железа (свыше 25 мг/л), если щелочность воды ниже критического значения, вычисленного по формуле Щкр = ([Fe2+]/28) + 2, либо когда вода характеризуется высокой окисляемостью. Дозу извести в пересчете на СаО рекомендуется определять по формуле Ди = 28х [CO2]/44 мг/л.

При обезжелезивании известкованием происходят процессы окисления ионов закисного железа в окисное и гидролиз солей последнего. Поэтому этот метод обычно применяется вместе с предварительной аэрацией, обеспечивающей обогащение воды кислородом и одновременное удаление из нее части свободной углекислоты, в результате чего снижается требуемое количество реагентов. Уместно отметить, что при рН > 7,1 происходит деструкция железоорганических соединений.

Обезжелезивание воды озонированием с последующим фильтрованием. Часто озон используют для удаления некоторых ионов металлов посредством химического окисления и последующего удаления нерастворимых окислов и гидроокисей, образующихся при окислении озоном.

Двухвалентное железо Fe 2+ окисляется до трехвалентного Fe 3+, которое в свою очередь гидролизуется до Fe(ОН)3. Гидроокись железа осаждается в воде и может быть удалена впоследствии при осветлении или фильтровании:

225

Fe 2+ + O3 + H2O => Fe 3+ + O2 + 2OH –, Fe 3+ + 3H2O => Fe(ОН)3 + 3H+.

Растворимые соли марганца окисляются до нерастворимой в воде формы – двуокиси марганца:

Mn2+ + O3 + H2O => Mn4+ + O2 + 2OH –, Mn4+ + 4OH – => Mn(ОН)4 => MnO2 + 2H2O.

При слишком высокой концентрации озона образуется ион перманганата, окрашенный в розовый цвет.

MnO2 + 2O3 => MnО4 + 2O2.

Образование перманганата легко предупреждается регулированием дозы озона. Если нужно удалять железо и марганец, озон следует применять в самом начале процесса очистки. Гидроокиси металлов удаляются затем фильтрованием. Однако, когда металлы содержатся в виде органических комплексов, нельзя использовать хлор, не обладающий достаточной окисляющей способностью. В таких случаях следует применять озон для предупреждения попадания марганца в распределительную сеть.

Обезжелезивание воды комбинированным методом, предусматривающим ее аэрацию, окисление, известкование (вариант), коагулирование, флокулирование (вариант) с последующим отстаиванием или обработкой в слое взвешенного осадка и фильтрование через зернистую загрузку, применяется при исходном содержании железа выше 30 мг/л, щелочности воды менее вычисляемой по формуле Щ = 2+ [Fe2+]/28, высокой окисляемости воды (более 20 мг/л О2) и наличии в ней сероводорода в концентрации более 1 мг/л. Здесь также вместо вертикальных отстойников или осветлителей целесообразнее использовать тонкослойные отстойники.

Указанная комбинация ряда методов обработки воды предусматривает разрушение железоорганических соединений и создание благоприятных условий для гидролиза и коагулирования соединений железа (II) с последующим их отделением от воды. Вместе с тем известкование повышает щелочность и рН воды, создавая благоприятные условия для окисления, гидролиза и коагулирования железа. Однако, как правило, растворенного (при аэрации) в воде кислорода оказывается недостаточно для разрушения железоорганических комплексов и окисления железа (II). Поэтому после аэрации в воду вводят какойлибо сильный окислитель, чаще всего хлор. В целях интенсификации процесса образования хлопьев гидроокиси железа воду обрабатывают сульфатом алюминия, а иногда и флокулянтами.

При введении жидкого хлора или хлорной извести в воду, содержащую двухвалентное железо, процесс его окисления значительно ускоряется, так как хлор является сильным окислителем. Железо окисляется и гидролизуется по реакциям:

2Fe(HCO3)2+Cl2+Ca(HCO3)2 => 2Fe(OH)3+CaCl2+6CO2 или 2FeSO4+Cl2+ 3Ca (HCO3)2 => 2Fe(OH)3 + 2CaSO4 + CaCl2 + 6 CO2

Из этих реакций видно, что на окисление 1 мг железа (II) требуется 0,64 мг хлора. Щелочность воды снижается на 0,018 мг-экв/л на каждый миллиграмм

227

тип «С» – меньше катионита, больше анионита плюс специальный органопоглотитель;

тип «Г» – нет катионита, 30% – кварц, 10% – инерт, 60% – анионит с органопоглотителями.

Таким образом, обезжелезивание воды из подземных источников водоснабжения представляет собой одну из самых сложных технологических проблем. Даже поверхностный обзор существующих на сегодняшний день методов обезжелезивания позволяют сделать вполне обоснованный вывод о том, что не существует универсального, экономически оправданного способа обезжелезивания воды, применимого во всех случаях жизни. Напротив, в каждом конкретном случае необходимо использовать конкретные методы и конкретное водоочистное оборудование для обезжелезивания.

Список литературы:

1.Журба, М. Г. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений: в 3 т. Т. 2. Очистка и кондиционирование природных вод: учеб. пособие/ М.Г.Журба, Л. И. Соколов, Ж. М. Говорова. – М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2010. – Изд. 3-е, перераб. и доп.– 552 с.

2.Ковалев, А.Я. Обезжелезивание воды – что это?/ А.Я. Ковалев// Вода.

–2003.

3.Алексеев, Л.С. Улучшение качества мягких вод/ Л.С.Алексеев, В.А.Гладков. – М., Стройиздат, 1994.

УДК 69.059:728.84 (470.341-25)

Е.В. Вязовская

Оценка несущей способности свайного фундамента строящегося малоэтажного здания в Нижегородской области

Исследования несущей способности свайного фундамента, выполненного на участке строительства малоэтажного жилого дома (рис. 1), были предприняты в связи с тем, что в конструкциях фундамента были обнаружены повреждения в виде усадочных трещин, температурно-влажностных повреждений бетона, а также трещин в ростверках и в плитной части фундамента.

Инженерными обследованиями фундаментных конструкций, выполненными под руководством сотрудников кафедры архитектуры профессора Григорьева Ю.С. и ассистента Фатеева В.В., было установлено:

1)фундамент выполнен без проектной документации;

2)фундамент состоит из 70 буронабивных свай диаметром 250÷300 мм, длиной 1,72-2 м (рис. 2, 3);

3)измеренный шаг свай изменяется в пределах от 1,045 м до 1,735 м;

4)монолитные железобетонные ростверки сечением 950×(200-260) мм, выполнены из бетона класса В 7,5;

229

Рис.3. Схема расположения шурфов и буронабивных свай

Расчеты несущей способности буронабивных свай были выполнены с учетом инженерно-геологических изысканий, выполненных на участке, отведенном под строительство дома, в результате которых в инженерногеологическом разрезе было выделено 3 инженерно-геологических элемента (ИГЭ) (рис.4).

ИГЭ-1. Насыпной грунт, неоднородный по составу, плотности и распространению, представленный песком разнозернистым, суглинком и глиной. Классифицируется как отвал грунтов мощностью (в пределах наружного периметра фундаментов) от 1,12 м до 1,2 м, завезенный на участок для планировки территории подсыпкой с поднятием ее поверхности над уровнем природного рельефа. Насыпь не слежавшаяся и поэтому не могла быть использована в качестве основания для устройства фундаментов мелкого заложения на грунтовом основании.

ИГЭ-2. Суглинок темно-коричневый, твердой консистенции, мощностью от 0,58 м до 0,85 м в пределах наружного контура существующего фундамента.

ИГЭ-3. Песок мелкий, средней плотности, маловлажный. Вскрытая мощность (согласно результатам бурения, выполненного в 2016 году ООО «ГеоСервис Нижегородский») не менее 7 м.

В расчетах несущей способности свай было учтено то, что не слежавшаяся насыпь мощностью 1,12-1,2 м будет представлять собой дополнительную нагрузку, передающуюся на сваи за счет отрицательного (негативного) трения по боковой поверхности свай.

Оценка несущей способности висячих буронабивных свай по грунту выполнялась с учетом требований п.7.1.11 [1], в соответствии с которыми: