2.2 Проектирование противопучинных мероприятий в выемке. Подкюветный дренаж, оценка его эффективности и сроков осушения грунта

Будем рассматривать двухсторонний подкюветный дренаж для выведения уровня грунтовых вод из зоны промерзания. Его проектирование состоит из следующих этапов:

• определение технической эффективности дренажа

• определение глубины заложения дренажа;

• определение притока воды в дренажах;

• гидравлический расчёт дренажа

• гидравлический расчёт дренажных труб

• определение срока осушения

Расчетная схема к определению глубины заложения дренажа и притока воды в дренаже рис. 2.2.1.

2.2.1. Определение технической эффективности дренажа

Техническая эффективность дренажа определяется коэффициентом водоотдачи μ>0,20. Порядок определения коэффициента следующий.

Вычислим коэффициент пористости по формуле:

где: n_г – пористость грунта выемки, n_г=0,41

и удельный вес грунта:

где: - удельный вес частиц грунта выемки,

Определим водоотдачу:

где: - величина капиллярно связанной воды, ;

- максимальная молекулярная влагоемкость, ;

- удельный вес воды,

Коэффициент водоотдачи:

Следовательно дренаж эффективен.

Определение степени весовой влажности:

2.2.2 Определение глубины заложения дренажа

Рис. 2.2.1. Расчетная схема

Для проектирования дренажей глубина заложения от верха дренажа будет равна:

где: р - глубина промерзания грунта от уровня бровки, р=1,93 м;

e - конструктивный запас, принимаемый с учетом колебания уровня грунтовых вод, е=0,20 м;

- высота капиллярного поднятия, ;

f_0. - стрела кривой депрессии;

J₀ - средний уклон кривой депрессии, J₀ =73 = 0,073

L_м-i – половина длины междренажного пространства, ;

- расстояние от дна дренажа до верха трубы,

K_o - глубина кювета, равна 0,6 м.

Следовательно величина 2а=1,0 м

Определяем высоту Н несниженного горизонта грунтовых вод над дном дренажа по формуле:

где: - разница в уровнях бровки и горизонта грунтовых вод

2.2.3 Определение сроков осушения

Срок осушения грунта t₀ – это время, за которое найденная эффективность дренажа будет реализована, определяется:

где: m₀ - водоотдача;

L₀ = L_м-i,

В – коэффициент, определяемый по формуле:

а - полуширина траншеи дренажа, а=0,5 м

Т - расстояние от дна дренажа до водоупора, Т=1,78 м;

К - коэффициент фильтрации, равен 52 ·10 ^-7 м/с,

- некоторые функции осушения, зависящие от вида дренажа

- формула, определяющая время от начала осушения до смыкания кривых депрессий;

- формула, определяющая время от начала смыкания кривых депрессий до стационарного положения.

Значения А по величине отношений определяются по таблице 6.6. [2], А=0,857.

При полученном сроке осушения 15 суток найденная эффективность дренажа будет реализована и, следовательно, запроектированный дренаж является эффективным.