4.1.4. Определение глубины заложения дренажа

Глубина заложения дренажа должна быть достаточной для осушения рабочей зоны грунта в пределах сезоннопромерзающей толщи.

Глубина промерзания определяется по расчетной вертикали, проходящей по оси земляного полотна для двухпутного участка.

Глубина заложения дренажа, отсчитываемая от дна кювета до дна прорези, определяется по формуле:

, (4.6)

где – глубина промерзания грунта, м;

е – величина возможного колебания уровня капиллярных вод и глубины промерзания

(е = 0,2 м);

– высота подъема капиллярной воды над кривой депрессии, м;

f – стрела прогиба кривой депрессии, м, определяется по формуле:

, (4.7)

где М – расстояние от стенки траншеи до расчетной вертикали, м;

I₀ – средний уклон кривой депрессии, доли;

h₀ – расстояние по вертикали от верха трубы до дна дренажа, 0,4 м;

b – расстояние по вертикали от дна кювета до верха балластной призмы, определяется по формуле:

, (4.8)

где h_кюв – глубина кювета, 0,6 м;

h_б.п. – высота балластной призмы, 0,7 м;

h_сл.пр. – высота сливной призмы, 0,2 м.

(м);

(м);

(м).

Ширина траншеи должна быть не менее двух диаметров дренажной трубы и принимается в зависимости от ее глубины: при 2,5 м < h ≤ 6 м 2d =1,0 м.

В курсовом проекте необходимо уточнить тип дренажа по расположению его дна относительно кровли водоупора. Отметка дна дренажа определяется по формуле:

Г_Д =Г_Б – (h+h_кюв), (4.9)

где Г_Б – отметка бровки земляного полотна, м;

h_кюв – глубина кювета, м.

Мощность части водоносного слоя выше дна дренажа, определяется по формуле:

Н=Г_ГВВ – Г_Д, (4.10)

где Г_ГГВ – отметка уровня грунтовых вод до их понижения, м.

Мощность водоносного слоя от дна дренажа до водоупора:

Т=Г_Д – Г_ДВ, (4.11)

где Г_ДВ – отметка дна водоносного слоя, м.

Г_Д =92,4-(2,7+0,6)=89,1(м);

Н=91,6-89,1=2,5(м)_;

Т=89,1-80=9,1(м).

Глубина заложения дренажа на низовом участке сохраняется, так как уклон дна дренажа устраивается параллельно уклону дна кювета. Так как отметка дна дренажа выше отметки кровли водоупора, то проектируемый дренаж несовершенного типа.

4.1.5. Расчет расхода воды в дренаж

При расчете расхода воды в дренаж используются следующие предпосылки и допущения: до устройства дренажа зеркало грунтового потока полагается горизонтальным, а скорость течения воды равной нулю; запасы воды считаются неограниченными; расход воды определяется на 1 пог. м длины дренажа.

Для двустороннего несовершенного дренажа расход воды на метр его длины включает составляющие расходов воды с полевой стороны из зон А и Б (q_А+Б), с полевой стороны из зоны В (q_В), с междренажной стороны дна зоны Г (q_Г) и с междренажного пространства зон Д и Е (q_Д+Е).

Полный расход воды в двустороннем дренаже определяется по формуле:

q_ПН= q_А+Б+ q_В+ q_Г+ q_Д+Е. (4.12)

Расход воды из зон А и Б определяется по формуле:

, (4.13)

где Н – мощность части водоносного слоя выше дна дренажа, м;

h₀ – расстояние от дна дренажа до верха трубы, 0,4 м;

J₀ – средний уклон кривой депрессии;

k – коэффициент фильтрации, м/с;

ε₀ – высота высачивания воды в кривой депрессии, определяется по формуле:

. (4.14)

(м);

(м²/с).

Расход воды с полевой стороны дна дренажа зоны В определяется по формуле Р.Р. Чугаева:

. (4.15)

кривая

схема

Значение q_r устанавливается с помощью графиков по значениям α и β, предварительно найденными из уравнения:

; (4.16)

, (4.17)

где Т – мощность водоносного слоя от дна дренажа до водоупора, м;

d – полуширина дренажной траншеи, м;

L₀ – длина проекции кривой депрессии на горизонталь, определяемая по формуле:

, (4.18)

(м);

;

.

Так как β ≤ 3, то q_r определяется по графику q_r=f(α,β). q_r=0,235.

(м²/с).

Расход воды с междудренажной стороны дна зоны Г определяется по формуле Р.Р. Чугаева:

, (4.19)

где f – стрела прогиба кривой депрессии, м.

(м²/с).

Расход воды из междудренажного пространства зон Д и Е определяется по формуле:

. (4.20)

(м²/с);

q_ПН= (0,753+2,468+0,793+0,736)·10^-9=4,750·10^-9(м²/с).