Розрахунок екрануючого однолінійного горизонтального глибинного досконалого дренажу

При не глибокому заляганні водо упору (до4 м) для повного перехоплення ґрунтового потоку, що надходить до аеродромних покриттів ззовні, передбачають екрануючий однолінійний горизонтальний досконалий дренаж, який закладають під вимосткою аеродромного покриття на водо упорі.

Приклад №5. Виконати гідрогеологічний й гідравлічний розрахунок екрануючої однолінійної горизонтальної досконалої глибинної дрени, закладеної вздовж МРД для перехоплювання ґрунтових вод, які надходять до неї з боку сільськогосподарських зрошуваних земель, при таких вихідних даних: ґрунти водоносного горизонту – легкі супіски потужністю , які підстилають пісками дрібними потужністю ; рівень ґрунтових вод (РГВ) розташований на глибині 1,0 м від поверхні ґрунту; дрібні піски підстилають горизонтальною водо упорною верствою глини; коефіцієнт фільтрації легкого супіску м/добу; коефіцієнт фільтрації дрібного піску м/добу; довжина дрени м, діаметр мм, внутрішній діаметр мм, ухил дрен . Визначити питомий і повний приплив підземних вод до дрени, наповнення дренажних труб, швидкість течії в них дренажних вод та зниження РПВ на відстані 5 м від кромки покриття.

Рішення. Складаємо розрахункову схему дрени, яка проектується (рис.8).

Рис.8. Розрахункова схема екрануючої досконалої глибинної дрени МРД

Визначаємо середньозважене значення коефіцієнта фільтрації ґрунту водоносного горизонту за формулою:

Для визначення радіус впливу дрени скористуємось формулою (18):

м

Питома витрата води у дрені при однобічному припливу визначаємо за формулою:

Оскільки має дуже мале значення, ним можна знехтувати, тоді:

Повний приплив води до дрени

,

Або

За табл. знаходимо, що для дренажних азбоцементних труб із внутрішнім діаметром 100 мм, які мають ухил при л/с, наповнення труби (за інтерполяцією) складає 0,635 , швидкість течії в ній дренажних вод м/с, що відповідає допустимим границям.

Визначаємо глибину від поверхні ґрунту до РГВ на відстані м від осі екрануючої дрени за формулою: , де H – відстань від поверхні ґрунту до водо упору, а У – ордината кривої депресії, яку визначають за формулою:

При

Тоді

Зниження РГВ при м складає: м.

Розрахунок екрануючого однолінійного горизонтального недосконалого глибинного дренажу

Недосконалий висячий однолінійний горизонтальний дренаж використовують при глибокому заляганні водо упору (більше 4 м) для зниження рівня ґрунтового потоку, що надходить до аеродромних споруд із боку при влаштуванні екрануючих дрен, які закладають під вимосткою аеродромних покриттів.

Приклад №6. Визначити зниження РГВ екрануючою однолінійною горизонтальною дреною, що надходить із боку, якщо відомо, що аеродром розташований у другій ДКЗ (м. Чернігів); ґрунт – пісок середньої крупності. Рівень ґрунтових вод розташований на глибині 0,5 м від поверхні ґрунту. Ширина двосхилої ТЗПС дорівнює 35 м. Поперечний ухил ТЗПС . Кромка ТЗПС має підвищення над прилеглою місцевістю м. Коефіцієнт фільтрації ґрунту м/добу. Діаметр дренажних труб м. Знайти питому та повну витрату дренажних вод у дрені, наповнення дренажних труб та кількість течії в них води. Довжина дрени м.

Рішення. Складаємо розрахункову схему дрени, яка проектується (рис.9).

Рис.9. Розрахунок схеми екрануючої недосконалої глибинної дрени ТЗПС

Намічаємо площу зрівнювання 0-0 на глибині 4 м від РГВ (довільно). Тоді м. Приймаємо глибину закладання екрануючої дрени 2 м, що згідно даним карти глибини промерзання ґрунтів (рис.10) нижче, ніж глибина промерзання ґрунту для заданого району будівництва.

Рис.10. Карта глибин промерзання для глинистих ґрунтів

Тоді значення РГВ у дрені м

Визначаємо радіус впливу дрени за формулою (17):

Де знаходимо за табл.14.

Знаходимо кут між віссю дрени й депресійною кривою, яка має ухил за формулою:

Повний приплив дренажних вод у дрену

Для дренажних труб із внутрішнім діаметром, рівним 100 мм, приймаємо ухил

За табл.(2) знаходимо, що для дренажних азбоцементних труб прийнятого діаметра, які мають ухил при наповнення труби (за інтерполяцією) складатиме 0,45 при швидкості течії дренажних вод , що знаходиться у допустимих границях.

Визначаємо значення РГВ під протилежною відносно дреною кромки покриття. Знаходимо координату протилежної кромки (див.рис.6):

Потужність зниженого водоносного горизонту між депресійною кривою й площею зрівнювання визначаємо за формулою:

Визначаємо глибину зниження ґрунтових вод в результаті роботи екрануючої дрени:

Оскільки за умовою задачі кромка ТЗПС має підвищення над поверхнею ґрунту на 0,3 м, то відстань поміж РГВ й поверхнею покриття біля його кромки.

Рис.11. розрахункова схема систематичного досконалого горизонтального дренажу

Оскільки глибина закладання досконалої дрени визначається положенням водо упору (Н=3 м), то при заданій конструкції ТЗПС між дрена відстань:

Формулу (19) слід перетворити відносно глибини зниження РГВ :

За табл. 15 визначаємо, що м/добу. Тоді:

Визначаємо підвищення поверхні аеродромного покриття над зниженим рівнем ґрунтових вод на відстань:

Норма осушення для заданих природних умов повинна бути (згідно з табл.16) не меншою 2,3 м. Оскільки , то прийнята між дренажна відстань являється прийнятою.

Як дренажні приймаємо азбоцементні труби із внутрішнім діаметром , довжину дрен L рівну 50 м, ухил труб .

Витрата води у дрені при її двобічному припливі знаходимо за формулою:

Або

За таблицями (2) знаходимо, що при прийнятому діаметрі дренажних труб та їх ухилі, одержане значення наповнення дренажних труб становитиме 0,118 , а швидкість течії у них води , що знаходиться у припустимих границях.