Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
пгс / Методичка водопонижение в строительстве исходная.doc
Скачиваний:
119
Добавлен:
02.03.2016
Размер:
11.22 Mб
Скачать
  1. Открытый водоотлив

Если выемка грунта прорезает слои грунта различной проницаемости, то при соотношении коэффициентов фильтрации не превышающем 1:10, определяют средневзвешенное значение коэффициента фильтрации К по формуле Г.Н.Каменского:

(?)

где – коэффициенты фильтрации этих слоев, м/сут.;

–толщины отдельных слоев, м

При больших соотношениях коэффициентов фильтрации, слои с малыми коэффициентами из расчета исключаются.

В строительстве для удобства производства работ в котловане или траншее, применяют глубину водопонижения так, чтобы дно было не только осушено, но новый уровень грунтовых вод находился ~ на 0,5м ниже дна выемки. Для этого дно котлована или траншеи разрабатывают с уклоном 0,01-0,02 в сторону водосборной канавы. Водосборную канаву, в свою очередь проектируют с уклоном в строну зумпфа (колодца), из которого откачивают поступающую туда грунтовую воду. В мелкозернистых грунтах водосборные канавы, а иногда и откосы траншей и котлованов загружают гравийно-песчаной смесью, которая служит хорошей водопроводящей средой и предохраняет откосы от заплывания.

Количество колодцев сооружается исходя из расчетного притока воды к котловану и производительности насосного оборудования, принятого для откачки воды. Следует иметь в виду , что глубина воды в колодце должна быть такой, чтобы не допускать засасывания атмосферного воздуха и уровень воды над всасывающим звеном не опускался ниже 0,6-0,7 м.

Рис. 2.

Приближенно при безнапорном горизонте величина притока грунтовых вод определяется:

(1)

где q – приток воды на 1м2 площади через которую проходит фильтрация, м3/ч;

–площадь дна выемки, м2;

–площадь вертикальных проекций стенок выемки ниже уровня грунтовых вод, м2.

Для предварительных расчетов при открытом водоотливе можно принимать, что через 1м2 поверхности выемки, располож енной ниже статического уровня грунтовых вод, приток воды составляет (данные получены по результатам пробной откачки), (3):

– для мелкозернистых песков – 0,16м3/час или 0,05 л/с;

– среднезернистых – 0,24 м3/час или 0,07л/с;

– крупнозернистых – 0,30-3,0 м3/час или 0,08-0,8л/с;

– для трещиноватых скалистых пород – 0,15-0,25 м3/час или 0,05-0,07л/с.

Более точно определяют приток грунтовых вод в выемки и производит подбор откачивающих насосов по следующей методике.

2.1 Для траншей

Приток грунтовых вод Q=q·l,

где q – приток на 1 пог. м. траншеи, м3/сут;

l – длина траншеи, м.

Для совершенной траншеи (рис. 1 а) и безнапорного режима:

R=2(H-h1)

Для несовершенной траншеи (рис. 1 б) и безнапорного режима:

R=2(H2-h2)

Для совершенной траншеи (рис. 1 в) и напорного режима:

R=2(H1-h1)

Для несовершенной траншеи (рис. 1 г) и напорного режима:

R=2(H2-h2)

где m – толщина напорного водоносного, м.

По найденному часовому притоку воды подбирают насосы соответствующей производительности (прилож. 1). На случай выпадения обильных осадков или неисправностей насосов рекомендуется объем поступающей в котлован воды принимать с коэффициентом К3=1,3 ÷ 2,0

Количество насосов, которые необходимо установить:

где Q – часовой приток, м3/час;

–коэффициент запаса = 1,32,0;

–часовая производительность устанавливаемых насосов.

2.2 Для котлованов

Количество воды, поступающее в совершенный котлован (рис. 2а).

где К – коэффициент фильтрации;

Н – мощность водоносного слоя, высота от УГВ до водоупора, м;

h1 – высота пониженного горизонта грунтовых вод, м;

R – радиус напорного влияния, м;

r – радиус котлована, м.

Радиус напорного влияния, другими словами, радиус воронки и депрессии можно определить по формуле И.М. Кусакина R=1,95S, где S – требуемое понижение уровня грунтовых вод, м. (Иногда в литературе встречается формула инж. Кусакина в таком виде: R=575S . Следует иметь ввиду, что в этом случае коэффициент фильтрации принимается в м/с).

Рис. 3.

Высоту пониженного уровня грунтовых вод рекомендуется принимать для совершенных котлованов на поверхности водоупора, для несовершенных котлованов – на 0,5 м ниже дна котлована.

Для простоты расчета, котлованы не вытянутые в длину, приводятся к фиктивному равновеликому кругу радиусом Z. Если котлован имеет форму прямоугольника, то

Z=0.25(L+B)

где L и B – длина и ширина котлована, м;

–коэффициент, зависящий от отношения B/L и принимается по таблице 3.

Таблица 3. Значения коэффициента при разных отношениях B/L

B/L

0,05

0,1

0,2

0,3

0,4

0,4

0,6 и более

1,05

1,08

1,12

1,14

1,16

1,17

1,18

При отношении B/L≥10 принимают = 0,25L.

Для котлованов неправильной формы в плане и водопонизительной установки, расположенной по контуру, близкому к кругу =,

где F – площадь реального котлована, м2.

Количество воды, поступающее в несовершенный котлован определяется по формуле (рис. 2б)

Q=1,36К

где Н0 – высота активной зоны, на которую распространяется включение откачки воды: ее принимают равной 4/3 высоты воды в котловане до начала понижения.

Если ниже дна котлована близко залегает напорный водоносный горизонт, следует определить толщину водоупорного слоя, способного предупредить прорыв воды в котлован (рис. 3). Толщину безопасного слоя вычисляют по зависимости:

где – объемная масса воды, кг/м3;

Но – высота напора воды от подошвы проверяемого водоупорного слоя, м;

–объемная масса грунта проверяемого слоя с учетом воды в порах, кг/м3;

hб – расстояние от дна котлована до подошвы проверяемого слоя, м (толщина подстилающего дно слоя).

Приближенно можно считать Но≤2 hб

Рис. 4.

Пример: Подобрать насосы для осушения траншеи длиной 500 м и глубиной 3,5 м. Грунт галечник, уровень безнапорных грунтовых вод располагается на 0,7 м ниже дневной поверхности, мощность водоносного слоя 10 м.

Рис. 5.

Решение: 1) Дно траншеи не доходит до водоупора: принимаем расчетную схему несовершенной траншеи с безнапорной фильтрацией.

  1. Согласно табл. 1 принимаем коэффициент фильтрации К=100 м/сут.

  2. Принимаем новый уровень грунтовых вод на 0,5 м ниже дня траншеи.

  3. Высота активной зоны, зоны влияния откачки воды Н2=4/3S= 4/3·3,3=4,4м, где S – глубина водопонижения равная 3,3 м.

  4. Расстояние между границей активной зоны и новым уровнем

h2 = H2- S = 4,4 – 3,3 = 1,1 м

  1. Радиус влияния водоотлива

R = 2(H2 – h2)

  1. Приток воды на 1 пог. м. в траншею

q =

  1. На всю длину траншеи приток составит: Q = q·L = 13,11·500 = 6555 .

  2. По таблице из приложения 1 подбираем насос С-204 с часовой производительностью 120м3/час, высотой всасывания 60 КПа.

  3. Количество насосов N считаем принимая коэффициент запаса

К3 = 1,3

N = /

Принимаем три насоса С-204.

Пример. Подобрать насосы для осушения котлована размерами по верху

B x L =25·80м, глубиной 4,5 м. Грунт – гравий с крупным песком, уровень грунтовых вод находится ниже дневной поверхности на 0,5 м, толщина водоносного безнапорного слоя 15 м.

Рис. 6.

Решение:

  1. Дно котлована не доходит до водоупора, принимаем расчетную схему несовершенного котлована при безнапорном режиме.

  2. Принимаем коэффициент фильтрации К = 120м/сут согласно табл.1.

  3. Новый уровень грунтовых вод принимаем на 1 м ниже проектного дна котлована. Глубина понижения грунтовых вод S=5 м.

  4. Высота активного слоя грунта Н0 = 4/3·5 = 6,66 м.

  5. Расчетный радиус напорного влияния:

R = 1,95S1,95·5

  1. Приведенный радиус котлована r = 0,25η(B+L) = 0.25·1,14(25+80)= 29,9м.

  2. Расстояние между границей активной зоны и новым уровнем грунтовых вод

h0 = H0- S = 6.66-5 = 1.66 м.

  1. Приток воды в котлован

Q= 1,36К.

  1. По табл. приложения 1 подбираем насосы типа С-245 с производительностью

Пн = 120м3/час и высотой всасывания 60 кПа.

10. Количество насосов рассчитываем принимая коэффициент запаса

К3 = 1,3

N =

Принимаем 4 насоса типа С-245.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.