8 Гидрогеологичесчкие расчеты вертикального дренажа

8.1 Контурный (кольцевой) вертикальный дренаж

Контурный (кольцевой) вертикальный дренаж устраивают для защиты небольших территорий, объектов, зданий и сооружений от подтопления безнапорными и напорными грунтовыми водами.

При проектировании контурного вертикального дренажа решаются следующие вопросы:

1. Размещение колодцев по контуру осушаемого (защищаемого) объекта;

2. Определение притока грунтовых вод к каждому колодцу и ко всей системе кольцевого дренажа;

3. Построение кривых депрессий.

Порядок проектирования контурного вертикального дренажа в не напорном водоносном пласте (рисунок 17).

1. Находим радиус действия кольцевого дренажа R (м) по формуле Кусакина

,

(7.1)

где - глубина понижения уровня грунтовых вод в центре защищаемой площадки, м.

2. Определяется приведенный радиус круга (рисунок 18), равновеликого площади прямоугольника по формуле

.

(7.2)

3. Вычисляем предварительный расход кольцевого дренажа (м³/сут). По формуле

.

(7.3)

4. Определяем водозахватную способность колодца по формуле

,

(7.4)

где - наружный диаметр фильтра, принимаем равным диаметру колодца , м; - диаметр колодцы, назначается от 0,3 до 1,0 м; - длина фильтра, принимаем равной ординате кривой депрессии у колодца , определяемой, при предварительно заданном числе скважин z, по формуле

,

(7.5)

а для колодцев

,

(7.6)

где - ордината кривой депрессии в центре защищаемой площадки, , м; - радиус колодца, м.

5. Далее методом последовательного приближения, учитывая неравенства (7.7), находим четное число колодцев и распределяем их по контуру площадки.

и .

(7.7)

6. По плану площадки определяются расстояния от центра А из колодцев и вычисляем уточненный приток грунтовых вод к кольцевому дренажу по формуле

.

(7.8)

7. После определения уточненного расхода находят уровни грунтовых вод у каждого колодца, по формуле

.

(7.9)

Расчёт ведётся по грунтам колодцев, находящихся в одинаковых условиях. Если необходимое понижение уровня грунтовых вод на площадке не достигнуто, то изменяется число колодцев и их плановое положение.

В случае работы контурного вертикального дренажа в напорном водоносном пласте (рисунок 19), расход грунтовых вод в нем будет определяться по формуле

.

(7.10)

где – мощность напорного пласта, м.

Ордината кривой депрессии в центре площадки в случае напорного пласта определяется по формуле

.

(7.11)

где – глубина непониженного уровня воды в верхнем слабопроницаемом пласте, м.

В случае расположение колодцев в безнапорном водоносном пласте необходимо учитывать слой инфильтрации. Поступление инфильтрационных вод в отдельный колодец может быть двух видов:

1. инфильтрационные воды образуют весь безнапорный поток к колодцу, приток грунтовых вод определяется по формуле

;

(7.12)

2. инфильтрационные воды складывают с грунтовым потоком, идущим сбоку, тогда

.

(7.13)

Полученные по формулам (7.12) или (7.13) величины притока воды от инфильтрации увеличивают расход грунтовых вод на т %. Если эта величина более 10%, то ее необходимо вводить как поправочный коэффициент в расчеты расхода кольцевого вертикального дренажа

.

(7.14)