10957

241

Можно также устраивать круглые отверстия диаметром 10 мм,

просверливаемые в шахматном порядке на расстоянии 10 ÷ 15 см друг от друга (рис. 5,б).

Рис. 4 Керамиковые трубы

а) – продольный разрез; б) – поперечный разрез

Рис. 5 Асбестоцементные трубы а) – со щелями; б) – с круглыми отверстиями; 1 – просмоленная пакля; 2 –

муфта; 3 – раствор цемента; 4 – прорези в шахматном порядке; 5 – стык без муфт; 6 – муфта из цементного раствора; 7 – отверстие диаметром 10 мм в шахматном порядке

242

Асбестоцементные трубы соединяются между собой асбестоцементными муфтами, а зазор между ними заливают цементным раствором.

Отверстия в бетонных трубах при их изготовлении готовятся закладкой деревянных конических пробок, обернутых масляной бумагой. После твердения бетона эти пробки выбивают.

Отношение площадей отверстий к поверхности трубы (скважность)

должна составлять 2 ÷ 5 %.

6 ГРАФИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ РАБОТЫ

Результаты расчета оформляются чертежом А2. На чертеже вычерчивается план дренажной системы, профильный разрез по линии АВС

или АDС с указанием высотных отметок нижней внутренней стенки трубы.

Отдельно вычерчивается смотровой колодец, накопительный колодец и дается деталь дренажной трубы с конструктивным решением обратного фильтра.

Смотровые колодцы располагаются на расстоянии не более 50 м друг от друга с обязательной постановкой в местах изменения дренажной трассы.

243

ОТКРЫТЫЙ ВОДООТЛИВ

Методические указания к выполнению расчетно-графической работы

244

Введение

Всоответствии с п. 2.1 [10] на вновь строящихся и реконструируемых объектах следует предусматривать производство работ по искусственному понижению уровня грунтовых вод (УГВ). Согласно рекомендациям таблицы 41.4

[11]при подготовке оснований и монтаже фундаментов в определенных гидрогеологических условиях в зависимости от притока подземных вод и вида грунта осушение котлованов может быть осуществлено разными способами: с применением открытого водоотлива, электроосмоса, легких иглофильтровых установок, буровых скважин с насосами, дренажных систем и др.

Этот комплекс вспомогательных работ должен исключать нарушения природных свойств грунтов в основании возводимых сооружений и обеспечивать устойчивость устраиваемой земляной выемки.

Впредлагаемой работе будем заниматься конструированием открытого водоотлива, как наиболее приемлемым для осушения строительного котлована под фундамент стандартного жилого здания с подвалом.

1. Предпосылки к расчету

Всоответствии с индивидуальным заданием на расчетно-графическую работу студенту необходимо выполнить гидравлический расчет осушения строительного котлована для схемы, указанной на рис. 1.

1.1.Назначение исходных данных

Предварительно студент должен выписать из таблицы задания характеристики строительного объекта и материалы инженерно-геологических изысканий в соответствии с ключом, зашифрованным первыми буквами фамилии, имени и отчества. В работе приводится пример расчета для обезличенного задания из табл. 1.

245

246

Пользоваться таблицей следует следующим образом:

1.Буква начала фамилии дает выбор размеров колонок 2, 3;

2.Буква начала имени дает выбор размеров колонок 4, 5, 6;

3.Буква начала отчества дает выбор размеров колонок 7, 8, 9.

В соответствии с выбранными данными вычерчивается расчетная схема с указанием расчетных величин.

Перед студентом стоит задача выполнить расчеты в следующей последовательности:

- в разделе 1 «Фильтрационный расчет» определить длину и конфигурацию кривой депрессии, построить её, вычислить приток грунтовых вод, филь-

трационный расход, приходящийся на 1 погонный метр водосборной системы

[1, 2, 4, 9];

-в разделе 2 «Расчет водосборной системы» необходимо в зависимости от варианта задания сконструировать водосбор [2, 4, 9]. Вычислить геодезические отметки начала канала, точки поворота, конца канала. Наметить место и размеры водосборного колодца (зумпфа);

-в разделе 3 «Расчет насосной установки» необходимо рассчитать всасывающую и напорную линии, построить пьезометрические и напорные линии.

Вычислить необходимый вакуум, полный напор насоса и по [3, 8] подобрать марку насоса;

- в разделе 4 «Расчет ливневого коллектора», воспользовавшись рекомендациями [5, 12], определить фактическое наполнение коллектора, глубину и скорость равномерного движения.

248

2. Фильтрационный расчет

Водопроницаемый грунт состоит из отдельных частиц (песчинок), между которыми имеются поры. Явление движения в воды в этих порах называется фильтрацией. Вода в поры может попасть различным образом, например, выпадая на поверхность земли в виде дождя, она затем просачивается в грунт. На некоторой глубине такая вода может быть задержана слоем водонепроницаемого грунта (плотной глиной, скалой); при этом вода далее будет двигаться по поверхности водонепроницаемого слоя, называемого водоупором.

На рис. 1 показана схема несовершенного колодца (котлована), у такого колодца дно не доведено до водоупора. Здесь фильтрующаяся вода поступает в колодец не только через его боковые стенки, но и через дно.

Через некоторое время после того, как колодец будет выкопан в грунте, он заполнится водой, причем уровень воды в нем будет совпадать с естественным уровнем грунтовых вод. Представим себе, что из такого колодца начали откачивать определенный расход воды Q=const. При этом уровень воды в колодце будет понижаться; причем по направлению к колодцу начнется движение грунтового потока с образованием депрессионной воронки, симметричной при однородном грунте. По мере понижения уровня расход воды, поступающей из грунта в колодец, будет увеличиваться. Вскоре наступает такой момент, когда расход воды, поступающей из грунта в колодец, сделается равным расходу Q, откачиваемому из колодца. При этом получается установившееся движение грунтовой воды, которому отвечает определенная глубина h в колодце. В этом случае уровень воды в колодце и отметки кривой депрессии будут постоянны.

2.1. Построение кривой депрессии

Кривую депрессии можно построить по уравнению, вытекающему из уравнения Дюпюи (3). При этом выясняется величина радиуса влияния R. Понятие радиуса влияния колодца носит несколько условный характер, это расстояние до точек, где влияние колодца на положение уровня грунтовых вод прекращается. Величину R иногда назначают по данным практики – в зависимости от рода грунта, например, для мелкозернистого грунта R=250 м, для крупнозернистого R=1000 м. Более точное значение R устанавливают на основании гидрогеологических изысканий.

Определим R по эмпирической формуле В. Зихарда

м/с – коэффициент фильтрации среднезернистого песка, принят по приложению 1 данных указаний.

R=3000·2,0·0,0003 =103,9 м.

Строим кривую депрессии по уравнению:

250

3. Расчет водосборной системы

Назначение системы – собрать фильтрат и отвести в зумпф (водоприемник, приямок), откуда затем откачать с помощью насоса в ливневой коллектор.

3.1. Конструирование водосбора внутри котлована

По периметру дна котлована прокладываем два открытых лотка прямоугольного поперечного сечения. Каждый из них, имеющий протяженность (B+L), рассредоточенно по всей длине принимает и отводит в зумпф фильтрационный поток с расчетным расходом

Условно принимается, что весь расчетный расход сосредоточенно приходит в начало каждого лотка. Расчет ведем для одного лотка.

В оплывающих грунтах рекомендуется прокладывать стационарные лотки из легкого материала. Примем в курсовой работе стандартные лотки из жести (шероховатость п=0,011 согласно [12]) с минимальными размерами 30×30 см, т.к. ширина по дну лотка b должна быть не меньше ширины лопаты (30 см). Поскольку фильтрат самотеком собирается в зумпф, уклон дна лотка выдерживается в пределах 0,001÷0,005 [10, 11]. Примем для нашей задачи i=0,001.

Гидравлический расчет лотка проводится графо-аналитическим методом: задаваясь глубиной h, определяется расход воды в лотке Qрасч.. Для нескольких полученных значений строится график связи глубины воды в лотке и расхода воды в нем. Искомая глубина hиск. определяется по расчетному значению Qрасч..

Для водоотводящего лотка используются зависимости гидравлически наивыгоднейшего поперечного сечения, при котором достигается максималь-