гидравлический расчет дренажных труб выполняется с учетом объема стока
Гидравлический расчет горизонтального дренажа
При проведении гидравлических расчетов горизонтальных дренажей диаметр дренажных определяют исходя из условия неполного их заполнения, т. е. безнапорного движения (рисунок 14). Заполнение труб следует принимать около (0,7÷0,9)·d
Гидравлический расчет выполняют методом последовательно приближения в следующей последовательности.
1. Назначаем предварительный диаметр d и уклон дрен I;
2. Находим расход при не полном заполнении дрены Qнп, соответствующий расчетному притоку грунтовых вод к дрене.
3. Определяем расход воды при полном заполнении дрены Qп (м3/с) по формуле Шези
| (6.20) |
здесь пш – коэффициент шероховатости стенок труб, для асбестоцементных труб принимается пш=0,013, для гладких пластиковых пш=0,009, а для гофрированных пластиковых пш=0,025.
4. Вычисляем скорость воды в дрене при полном заполнении Vп (м/с) по формуле
| (6.21) |
5. Далее находим коэффициент неполноты расхода
| (6.22) |
6. По значению коэффициента неполноты расхода А, по таблице 3 находим значение коэффициента скорости В и отношения h/d (h – глубина воды в дрене).
Таблица 3 – Значения коэффициентов неполноты расхода А, скорости В и отношения h/d
h/d | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 0,95 | 1,0 |
A | 0,025 | 0,1 | 0,2 | 0,35 | 0,5 | 0,65 | 0,83 | 1,0 | 1,07 | 1,1 | 1,0 |
B | 0,35 | 0,55 | 0,75 | 0,95 | 1,05 | 1,1 | 1,15 | 1,16 | 1,15 | 1,1 | 1,0 |
7. Зная значение коэффициента скорости В находят скорость воды в дрене при неполном заполнении
| (6.23) |
8. При заданном диаметре дрены d по значению отношения h/d определяют глубину воды в дрене h.
9. После определения глубины и скорости воды в дрене выполняем проверки предварительно назначенных диаметра и уклона дрены.
а. По скорости воды в дрене
Скорость должна удовлетворять условиям 0,3 м/сек qр (qр – расчетный приток грунтовых вод к дрене).
При одностороннем движении грунтового потока к дрене величину qзах (м 2 /сут) определяют по формуле
| (6.25) |
Гидравлический расчет дренажа
Как провести расчет дренажной системы
Приусадебный участок дает возможность проводить время на свежем воздухе, выращивать овощи для собственного стола и выполняет еще множество задач. Все это и делает жизнь в загородном доме привлекательной и удобной. Но полноценное использование приусадебного участка невозможно без грамотного дренирования. На заболоченной или излишне увлажненной после дождей почве плохо растут огородные и многие декоративные культуры, быстро разрушаются и гниют надворные постройки, погреба и подвалы подтопляются грунтовыми водами.
Рисунок 1. Карта глубины промерзания грунта.
Как рассчитать дренажную систему?
Рисунок 3. Схема устройства дренажной системы.
Например, длина дренажной системы по периметру дома равна 100 м, сток происходит по параллельным дренам в общий коллектор. Тогда длина труб от верхней точки до колодца равна 50 м, необходимый уклон & 1%. Подставляя значения в формулу, получим перепад высоты между началом системы и точкой сброса воды в 50 см.
Если сделать 2 коллектора на углах дома, есть возможность значительно сократить земляные работы, так как длина каждой ветки составит только 25 м, требуя перепада высот всего в 25 см.
Глубину траншеи в верхней точке определяют исходя из глубины промерзания, необходимой мощности дренажного слоя и глубины залегания фундамента, последовательно прибавляя цифровые значения. Для определения глубины траншеи в точке сброса суммируют еще значение перепада высот.
Для достижения наилучшего результата в расчете дренажной системы должен принимать участие специалист соответствующего профиля.
Но даже приблизительно произведенные подсчеты дадут полное представление об объеме необходимых работ и количестве материалов для их выполнения.
Дренажные системы
С точки зрения глубины залегания выделяют следующие виды дренажных систем:
Особенности функционирования | Виды дренажных систем | |
Для обеспечения глубинного дренажа | Для обеспечения поверхностного дренажа | |
период эффективной работы | функционирует круглый год | функционирует в теплый период |
глубина траншеи | от 1,5 м | от 0,7 м |
функция | позволяют исключить переувлажнение грунта из-за атмосферных осадков | позволяют существенно понизить значения уровня грунтовых вод |
наличие выравнивающего песчаного слоя | 5 см | 5 см |
значение сечения щебневого слоя в геотекстильном материале вокруг дренов | 40х40 | 40х40 |
наличие обратной засыпки траншей песком | имеется | имеется |
вычисление длины дренов | 1 погонный метр дренажа обеспечивает сбор воды с 8-9 м2 участка на глинистых грунтах и с 13-14 м2 на песчаных грунтах | 1 погонный метр дренажа обеспечивает сбор воды с 8-9 м2 участка на глинистых грунтах и с 13-14 м2 на песчаных грунтах |
необходимость устройства коллектора и насосной станции | не требуется | требуется |
С точки зрения конструктивных особенностей дренажа выделяют:
горизонтальный дренаж, представляющий собой систему труб (дренов). Для их обслуживания сооружаются дренажные колодцы;
вертикальный дренаж, состоящий из системы дренажных колодцев, объединенных коллектором, из которого воду откачивают посредством насосов;
комбинированный дренаж, сочетающий элементы вертикальных и горизонтальных систем.
Посредством дренажных колодцев, размещаемых в зонах поворота дренажных труб, обеспечивается сбор влаги, задается направление для ее отведения, выполняется обслуживание трубопровода.
Ключевым компонентом дренажной системы являются дрены, выполняемые из полимерных, композитных, асбестоцементных, геотекстильных либо керамических материалов, обладающих фильтрующими способностями (свойствами пропускать лишь влагу, но исключать попадание в трубы грунта).
Наиболее оптимально для изготовления дренов применять современные композитные и полимерные материалы. В отличие от асбестоцементных и керамических, такие трубы не требуют предварительной обработки (пропилов и отверстий), фильтрующих муфт, защиты стыковых соединений.
Схема дренажа и водоотвода
Принимая во внимание вышеизложенные характеристики, производится выбор типа дренажной системы, которая может быть поверхностной, вертикальной и глубинной. Поверхностный дренаж выполняет функцию отвода дождевой и талой воды с поверхности участка
Произвести проектирование и монтаж такой системы несложно. Поскольку дрены располагаются на поверхности, расчет глубины дренажа производить не нужно, соответственно, и объем земляных работ является незначительным
Поверхностный дренаж выполняет функцию отвода дождевой и талой воды с поверхности участка. Произвести проектирование и монтаж такой системы несложно. Поскольку дрены располагаются на поверхности, расчет глубины дренажа производить не нужно, соответственно, и объем земляных работ является незначительным.
Вертикальный дренаж – это система дренажных колодцев, расположенных в местах наибольшего скопления влаги. Собранная вода отводится либо в нижние слои грунта, либо откачивается при помощи насосного оборудования.
Глубинная система отличается наибольшей эффективностью, поскольку позволяет защитить территорию практически от всех источников водного питания. Она представляет собой сеть дренажных труб, которые располагаются на определенной глубине. Такой дренаж часто применяют для защиты фундаментов и подвальных помещений,а также садовой территории от грунтового и грунтово-напорного питания.
Дренаж
Не все владельцы загородных домов осознают важность строительства дренажной системы. Между тем грунтовые воды могут нанести существенный вред как постройкам, так и растущим на участке растениям
О возможном возникновении проблем, связанных с грунтовыми водами, могут говорить следующие факторы:
Отсутствие вышеперечисленных факторов не служит гарантией того, что проблемы с грунтовыми водами никогда не возникнут на вашем участке. Для осуществления расчета дренажной системы, следует выяснить геологические характеристики участка: структуру и характеристики грунта, уровень залегания грунтовых вод в зависимости от времени года, объем воды, выпадающей в данной местности в виде осадков и паводковых вод. Для получения необходимых сведений следует отправить запрос в отделение земельных ресурсов района.
Гидравлический расчет дренажа
2.5 Гидравлический расчет дренажных труб
Целью расчета является определение диаметра дренажной трубы. Расчет сечения трубы производится методом последовательных попыток, т. е. вначале задаются некоторым сечением и в дальнейшем проверяется соответствие принятого сечения требуемой пропускной способности. В большинстве случаев этим требованиям удовлетворяют круглые трубы диаметром d, равным 150 мм. Диаметр трубы обычно назначается из условия удобства осмотра трубы и ее прочистки. После назначения диаметра трубы производится поверочный расчет.
Пропускная способность трубы проверяется по условию:
(2.22) Qрасч–
;
Qпр – практическая пропускная способность трубофильтра на концевом участке. Расчетная пропускная способность дренажной трубы определяется по формуле:
l
, (2.23)
м 3 /с
=1,5- коэффициент, учитывающий возможность постепенного загрязнения трубы.
Расчет пропускной способности трубы выполняется по формуле:
, (2.24)
0,018
0,515=0,0093 м 3 /с
где
(2.25)
v – скорость течения воды в трубе, м/с, определяется по формуле:
v=C, (2.26)
v=48,64,
где C – коэффициент Шези, определяемый по формуле:
C=, (2.27)
C=;
RT – гидравлический радиус трубы круглого сечения, м, определяется по формуле:
RT= (2.28)
RT=
i – продольный уклон трубы на расчетном участке;
n – коэффициент шероховатости труб (для гончарных, бетонных и асбоцементных труб n = 0,012); у = 0,164, т. к. RT Стр 4 из 4 4
Гидравлический расчет дренажных систем. Водоотведение в цифрах и формулах
S – величина стока с 1 га или одиночный расход в л/с с га;
F – площадь водосбора в га.
φ – коэффициент стока:
0,95 – для асфальтобетонных покрытий;
0,85 – для цементобетонных покрытий;
0,60 – для щебеночных материалов, обработанных органическими вяжущими (битум);
0,40 – для щебеночных и гравийных материалов, необработанных вяжущими материалами;
Δ – интенсивность дождя, мм/мин;
t – расчетная продолжительность дождя, мин;
n – гидравлический региональный показатель степени (по табл. 4 СНиП 2.04.03-85).
q20 – интенсивность дождя, л/с на 1 га, для данной местности продолжительностью 20 мин при Р = 1 год (по черт. 1 СНиП 2.04.03-85);
Р – период однократного превышения расчетной интенсивности дождя (по п. 2.13 СНиП 2.04.03-85);
По расчетной схеме определяются количество расчетных сечений для которых определяется величина расчетного расхода. Для каждого расчетного сечения определяется площадь водосбора в гектарах.
Пропускная способность ЛВК BМ
в зависимости от поперечного сечения и уклона
L= 1000мм | ЛВК BМ light 100 внутренний уклон 0.5 % | ЛВК BМ SIR 100 внутренний уклон 1 % | ЛВК BМ SIR 150 внутренний уклон 0.5 % | ЛВК BМ SIR 200 внутренний уклон 0.5 % | ЛВК BМ plus 100 внутренний уклон 0.5 % | |||||
Пропускная способность в конце лотка | Поперечное сечение в конце лотка | Пропускная способность в конце лотка | Поперечное сечение в конце лотка | Пропускная способность в конце лотка | Поперечное сечение в конце лотка | Пропускная способность в конце лотка | Поперечное сечение в конце лотка | Пропускная способность в конце лотка | Поперечное сечение в конце лотка | |
(л/сек)* | AR (см 2 ) | (л/сек)* | AR (см 2 ) | (л/сек)* | AR (см 2 ) | (л/сек)* | AR (см 2 ) | (л/сек)* | AR (см 2 ) | |
№ 0/0 | 4.96 | 89.0 | 4.94 | 89.0 | 11.17 | 201.0 | 20.39 | 367.0 | 6.10 | 110.0 |
№ 1 | 5.55 | 94.0 | 8.25 | 99.0 | 12.29 | 208.5 | 22.17 | 377.0 | 6.70 | 115.0 |
№ 2 | 5.85 | 99.0 | 9.08 | 109.0 | 12.73 | 216.0 | 22.76 | 387.0 | 7.00 | 120.0 |
№ 3 | 6.14 | 104.0 | 9.92 | 119.0 | 13.17 | 223.5 | 23.34 | 397.0 | 7.30 | 125.0 |
№ 4 | 6.44 | 109.0 | 10.75 | 129.0 | 13.61 | 231.0 | 23.93 | 407.0 | 7.60 | 130.0 |
№ 5 | 6.73 | 114.0 | 11.58 | 139.0 | 14.05 | 238.5 | 24.52 | 417.0 | 7.90 | 135.0 |
№ 5/0 | 6.35 | 114.0 | 7.72 | 139.0 | 13.25 | 238.5 | 23.17 | 417.0 | 7.50 | 135.0 |
№ 6 | 7.03 | 119.0 | 12.42 | 149.0 | 14.50 | 246.0 | 25.11 | 427.0 | 8.20 | 140.0 |
№ 7 | 7.32 | 124.0 | 13.25 | 159.0 | 14.94 | 253.5 | 25.70 | 437.0 | 8.50 | 145.0 |
№ 8 | 7.62 | 129.0 | 14.08 | 169.0 | 15.38 | 261.0 | 26.28 | 447.0 | 8.80 | 150.0 |
№ 9 | 7.91 | 134.0 | 14.92 | 179.0 | 15.82 | 268.5 | 26.87 | 457.0 | 9.10 | 155.0 |
№ 10 | 8.21 | 139.0 | 15.75 | 189.0 | 16.26 | 276.0 | 27.46 | 467.0 | 9.40 | 160.0 |
№ 10/0 | 7.74 | 139.0 | 10.50 | 189.0 | 15.33 | 276.0 | 25.94 | 467.0 | 8.90 | 160.0 |
№ 11 | 8.50 | 144.0 | 16.58 | 199.0 | 16.71 | 283.5 | 28.05 | 477.0 | ||
№ 12 | 8.80 | 149.0 | 17.42 | 209.0 | 17.15 | 291.0 | 28.64 | 487.0 | ||
№ 13 | 9.09 | 154.0 | 18.25 | 219.0 | 17.59 | 298.5 | 29.22 | 497.0 | ||
№ 14 | 9.30 | 159.0 | 19.08 | 229.0 | 18.03 | 306.0 | 29.81 | 507.0 | ||
№ 15 | 9.68 | 164.0 | 19.92 | 239.0 | 18.47 | 313.5 | 30.40 | 517.0 | ||
№ 15/0 | 9.13 | 164.0 | 13.30 | 239.0 | 17.42 | 313.5 | 28.72 | 517.0 | ||
№ 16 | 9.97 | 169.0 | 18.92 | 321.0 | 30.99 | 527.0 | ||||
№ 17 | 10.27 | 179.0 | 19.36 | 328.5 | 31.57 | 537.0 | ||||
№ 18 | 10.56 | 179.0 | 19.80 | 336.0 | 32.16 | 547.0 | ||||
№ 19 | 10.86 | 184.0 | 20.24 | 343.5 | 32.75 | 557.0 | ||||
№ 20 | 11.15 | 189.0 | 20.68 | 351.0 | 33.34 | 567.0 |
ЛВК BМ SIR 300, 400, 500
300 | 400 | 500 | |
Поперечное сечение в конце лотка | 953 см 2 | 1348 см 2 | 2400 см 2 |
Пропускная способность | 52.9 л/сек | 74.91 л/сек | 133.3 л/сек |
Данные таблицы представляют только общие указания для вычислений. Количество линий лотков в системе водоотведения, расположение пескоуловителей, расход воды определяются гидравлическим расчетом.
Мы готовы оказать Вам услуги по гидравлическому расчету систем водоотведения.
ВВ-Парк. Профессиональные дренажные системы, водоотвод, водоотводные (дренажные) лотки и элемнты для благоустройства территорий. © 2009–2020
Каширский проезд, 13,
территория «ТЕХНОПАРК»
Москва, 115201
+7 (495) 640 8515
+7 (910) 557 0003
с 9:00 до 19:00 в рабочие дни
О компании VV-Park Московский филиал Малиновского комбината ЖБИ. Производство и реализация профессиональных систем дренажа. Водоотвод. Дренаж. Дренажные системы. Водоотводные и дренажные лотки.
Гидравлический расчет дренажа
Граничные условия дренируемого водоносного пласта определен расстоянием до области его питания и естественного дренирования, также положением водоупорных слоев.
В разрезе граничные условия водоносного пласта предопределены положением водоупорных слоев. Обычно глубину водоупора принимают по средней отметке, через которую проводят горизонтальную линию. В типовых расчетных схемах все пересекающиеся криволинейные и условно параллельные границы реального контура показывают прямыми перпендикулярными и строго параллельными линиями.
При выборе расчетных схем учитывают ряд гидрогеологических факторов. К их числу следует отнести гидравлическое состояние водосодержащих пород, которое определяет работу дренажа в условиях напорных и безнапорных вод. В первом случае дренаж обеспечивает полное или частичное снятие пьезометрического напора в водонапорном пласте. Во втором случае дренаж работает еще и на непосредственное осушение водоносных пластов. В подавляющем большинстве случаев горизонтальные дренажи работают в безнапорных условиях. Характер и степень неоднородности грунтов также влияют на условия работы.
В фильтрационных расчетах горизонтальных дренажей водопроницаемую неоднородную толщу слоистых грунтов приводят к условиям однородной среды. Это делают через средневзвешенный коэффициент фильтрации при условии соотношения коэффициента фильтрации различных слоев менее 20. Коэффициент фильтрации определяют по эмпирическим формулам на основании лабораторного анализа фунтов или на месте строительства путем откачки. Для предварительных расчетов величина коэффициента фильтрации может быть принята по справочным данным.
Подземные дренажи в городском и промышленном строительстве, как правило, имеют длительные сроки действия, поэтому для расчета используют уравнение установившегося во времени движения подземных вод. Для дренажей, применяемых на оползневых склонах, используют уравнение неустановившегося во времени движения подземных вод. Здесь всегда возникает необходимость в определении времени осушения.
При выборе расчетных схем учитывают и положение дренажа (совершенного или несовершенного) относительно водоупора.
Гидравлический расчет горизонтального дренажа
При проведении гидравлических расчетов горизонтальных дренажей диаметр дренажных определяют исходя из условия неполного их заполнения, т. е. безнапорного движения (рисунок 14). Заполнение труб следует принимать около (0,7÷0,9)·d
Гидравлический расчет выполняют методом последовательно приближения в следующей последовательности.
1. Назначаем предварительный диаметр d и уклон дрен I;
2. Находим расход при не полном заполнении дрены Qнп, соответствующий расчетному притоку грунтовых вод к дрене.
3. Определяем расход воды при полном заполнении дрены Qп (м3/с) по формуле Шези
(6.20) |
здесь пш – коэффициент шероховатости стенок труб, для асбестоцементных труб принимается пш=0,013, для гладких пластиковых пш=0,009, а для гофрированных пластиковых пш=0,025.
4. Вычисляем скорость воды в дрене при полном заполнении Vп (м/с) по формуле
(6.21) |
5. Далее находим коэффициент неполноты расхода
(6.22) |
6. По значению коэффициента неполноты расхода А, по таблице 3 находим значение коэффициента скорости В и отношения h/d (h – глубина воды в дрене).
Таблица 3 – Значения коэффициентов неполноты расхода А, скорости В и отношения h/d
h/d | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 0,95 | 1,0 |
A | 0,025 | 0,1 | 0,2 | 0,35 | 0,5 | 0,65 | 0,83 | 1,0 | 1,07 | 1,1 | 1,0 |
B | 0,35 | 0,55 | 0,75 | 0,95 | 1,05 | 1,1 | 1,15 | 1,16 | 1,15 | 1,1 | 1,0 |
7. Зная значение коэффициента скорости В находят скорость воды в дрене при неполном заполнении
(6.23) |
8. При заданном диаметре дрены d по значению отношения h/d определяют глубину воды в дрене h.
9. После определения глубины и скорости воды в дрене выполняем проверки предварительно назначенных диаметра и уклона дрены.
а. По скорости воды в дрене
Скорость должна удовлетворять условиям 0,3 м/сек
(6.24) |
В формуле (6.24) для расчета совершенного дренажа принимается величина , а для несовершенного
.
Рисунок 14 – Схема заполнения дрены водой
1 – дрена; 2 – кривая депрессии
в. По водозахватной способности дрены
Водозахватная способность дрены qзах – это количество воды, которое она может профильтровать из грунта через 1 пог. м дрены без разрушения структуры грунта вокруг нее.
Для нормальной работы дренажа его водозахватная способность должна быть больше расчетного расхода воды в дрене, т.е. qзах > qр (qр – расчетный приток грунтовых вод к дрене).
При одностороннем движении грунтового потока к дрене величину qзах (м 2 /сут) определяют по формуле
(6.25) |
здесь b – ширина дренажной обсыпки в основании, м (для дрен, лежащих на водоупоре b=0); – допустимая скорость фильтрации воды при выходе ее из грунта в обсыпку (м/сут), которую определяют по эмпирическим зависимостям, например, по формуле Зихарта
(6.26) |
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-07; Нарушение авторского права страницы
Гидравлический расчет дренажа
Подбор дрены. Выше был определен расход воды на 1 пог. м проектируемого дренажа. Очевидно, при расчете пропускной способности дренажной трубы-дрены необходимо определить расход на протяжении всей длины рассматриваемого дренажа, а в случае дренажной сети учесть также приток воды из других подземных водоотводов. Суммарный расчетный расход воды для концевого сечения трассы дренажа:
– транзитный расход воды, притекающей из сопряженных дренажей;
l – длина дренажа, как водосбора;
– коэффициент, учитывающий возможность постепенного загрязнения трубы, принимают равным 1,5;
Сечение дренажной трубы обычно определяют методом последовательных попыток, т. е. вначале задаются некоторым сечением и в дальнейшем проверяют соответствие этого сечения требуемой пропускной способности. В большинстве случаев этим требованиям удовлетворяют круглые трубы с внутренним диаметром 150 мм. Поэтому расчет сечения следует начинать, задавшись этим размером внутреннего диаметра.
После назначения диаметра труб делают поверочный расчет по известным из гидравлики формулам
;
;
– искомый расход воды в трубе в м 3 /сек;
– смоченный периметр трубы в м;
– гидравлический радиус трубы в м;
– площадь сечения трубы в м 2 ;
– продольный уклон трубы на расчетном участке, определяемый в зависимости от принятой величины перепада, а входящей и выходящей труб в смотровом колодце и проектируемого продольного уклона дна траншеи
:
– расстояние между смотровыми колодцами в м. В рамках курсового проекта можно принять 25-50 м.
Величину перепада в смотровом колодце назначают в пределах 0,1—0,25 м. При проектировании часто принимают уклон дна траншеи дренажа равным уклону дна кювета, т. е. .
Коэффициент С (коэффициент Шези) приближенно можно определить по формуле академика Н. Н. Павловского
где n = 0,012; y = 0,164 при м и у = 0,142 при
м. В большинстве случаев можно считать
м.
Гидравлический радиус труб круглого сечения
Установив все расчетные величины, определяют Qnp и сравнивают этот расход с расчетным QД. Расчет заканчивают при условии .
Если получается, что , то производят перерасчет при новом, большем диаметре трубы.
Пример расчета дренажа
Требуется запроектировать и рассчитать дренаж длиной 50 м для осушения грунта основной площадки двухпутного земляного полотна в выемке при следующих условиях. Грунт глинистый. Расчетная глубина промерзания от поверхности балластного слоя Z10=1,7 м. Отметка бровки земляного полотна Гб = 73. Отметка уровня безнапорных гравитационных вод до их понижения Гг.в.= 73. Отметка кровли водоупора (по оси земляного полотна) Гв = 65.
Поперечный уклон поверхности водоупора при обследовании не обнаружен. Коэффициент фильтрации грунта k=1,0 см/ч. Средний уклон кривой депрессии Iо = 0,1. Капиллярный подъем воды ак.п. = 0,7 м. Коэффициент фильтрации дренажной засыпки kд = 0,001 м/сек.
Ширина основной площадки земляного полотна 12 м. Средняя толщина балластного слоя 0,5 м. Глубина кювета 0,6 м. Дренаж проектируется на прямом участке пути; продольный уклон дна кювета выемки в месте устройства дренажа iк = 0,006.
Земляные работы при устройстве дренажа производятся механизированным способом с использованием дренажной машины.
Принимаем к расчету подкюветный двусторонний горизонтальный дренаж траншейного типа.
План и профиль дренажа в заданных условиях определяются существующим положением железнодорожной линии, т. е. продольную ось дренажа принимаем параллельной железнодорожной трассе, а продольный уклон дна траншеи дренажа iД, как правило, повторяет уклон дна кювета. Таким образом, в рассматриваемом случае .
Определим глубину заложения дренажа и уточним его тип по отношению к кровле водоупора (см. рис. 3.12).
где м
Принимаем е = 0,25 м; ho = 0,3 м. Для заданных условий b=1,25 м. Тогда
м
Ширина траншеи, разрабатываемой механизированным способом, 2d = 0,52 м. Для уточнения типа дренажа выполним еще ряд вычислений. Отметка дна дренажа при глубине кювета ко = 0,6 м будет
м
Отметка ГД выше отметки ГВ. Значит, проектируемый дренаж несовершенного типа.
Мощность части водоносного слоя выше дна дренажа:
м
Мощность водоносного слоя от дна дренажа до водоупора:
м
Глубина заложения дренажа на низовом участке сохраняется, так как уклон дна дренажа устраивают параллельно уклону дна кювета.
Вычисляем расход воды, притекающей к полевой стенке дренажа, по формуле:
м 3 /ч на 1 пог. м.
Далее переходим к определению расхода воды с полевой половины дна дренажа. Следуя изложенному выше порядку расчета, определим ряд величин, необходимых для вычисления по формуле:
м
Этому значению по табл. 3.19 соответствует . Далее вычисляем:
что больше 3,
т.е. в данном случае Т 3 /ч.
Расход воды, поступающей со второй половины дна дренажа:
м 3 /ч на 1 пог. м.
Из междудренажного пространства через боковую стенку дренажа поступает расход:
м 3 /ч на 1 пог. м.
Таким образом, полный суммарный расход воды на 1 пог. м дренажа будет равен:
м 3 /ч на 1 пог. м.
Расчетный расход воды на низовом сечении дренажа с учетом того, что QТ = 0:
м 3 /ч
Выразим расход воды в различных размерностях:
QД = 8,75 л/мин =0,15 л/сек =0,00015 м 3 /сек.
В качестве дрены используем трубофильтры внутренним диаметром мм.
Найдем пропускную способность трубы. С этой целью определим ряд величин, входящих в расчетные формулы:
м.
Принимаем ;
. Тогда
;
м/сек
м/сек,
м3/сек, что значительно превышает QД .
[1] Понятие плотности грунта в дорожном строительстве отличается от общепринятого в физике. Плотность грунта – это вес единицы объема скелета грунта, т.е. вес без учета веса поровой воды при сохранении естественной структуры (пористости).
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ – конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Проектирование и расчет дренажа участка: основные моменты
Любая серьезная строительная работа требует предварительного составления плана и выполнения расчетов. Важность проектирования особенно заметна при обустройстве водосточно-дренажной конструкции на участке. Только соблюдение всех нюансов при составлении схемы и правильный расчет дренажа позволят добиться максимальной эффективности системы водоотвода.
Содержание
Задачи водосточно-дренажных систем ↑
Основные задачи, которые решают мероприятия по организации водоотвода и дренажа, это:
Важно! Дренирование территории позволяет защитить жилой дом и хозпостройки от преждевременного разрушения и оптимизировать влажность грунта для правильного роста садово-огородных культур.
Дренаж участка – комплекс мероприятий по защите территории от переувлажнения
Что нужно учитывать при проектировании дренажа ↑
Проектные работы, которые включают разработку схемы и расчет дренажа участка, выполняются с учетом состояния грунта и климатических условий в данной местности.
Классификация грунтов по степени увлажнения ↑
Каждый грунт имеет определенный процент содержания влаги, величина которого зависит от пропускной способности верхних слоев почвы и глубины залегания водоносных горизонтов. В связи с этим, различают три категории:
К сведению. Подземные воды не оказывают большого влияния на степень увлажнения верхних слоев почвы, если их уровень в предморозный период находится ниже глубины промерзания на 1 м – для песка, и на 2 м – для глины.
Типы водного питания участка ↑
Еще одним показателем для правильного расчета дренажа участка является источник водного питания. То есть проектировщику необходимо выяснить, каким образом происходит водонасыщение грунта.
Пучинистый грунт особо опасен для строительных объектов
Схема дренажа и водоотвода ↑
Принимая во внимание вышеизложенные характеристики, производится выбор типа дренажной системы, которая может быть поверхностной, вертикальной и глубинной.
Поверхностный дренаж выполняет функцию отвода дождевой и талой воды с поверхности участка. Произвести проектирование и монтаж такой системы несложно. Поскольку дрены располагаются на поверхности, расчет глубины дренажа производить не нужно, соответственно, и объем земляных работ является незначительным.
Вертикальный дренаж – это система дренажных колодцев, расположенных в местах наибольшего скопления влаги. Собранная вода отводится либо в нижние слои грунта, либо откачивается при помощи насосного оборудования.
Глубинная система отличается наибольшей эффективностью, поскольку позволяет защитить территорию практически от всех источников водного питания. Она представляет собой сеть дренажных труб, которые располагаются на определенной глубине. Такой дренаж часто применяют для защиты фундаментов и подвальных помещений,а также садовой территории от грунтового и грунтово-напорного питания.
Типовая схема водосточно-дренажной системы: В – ревизионные выпуски; К – смотровые колодцы; ПК – приемный колодец
Расчет основных параметров дренажа ↑
Спроектировав схему, необходимо произвести расчет основных параметров, таких как:
Диаметр трубы ↑
Чтобы точно рассчитать диаметр трубы дренажа, следует знать требуемую интенсивность водоотвода. На практике чаще всего используют трубы Ø100-110 мм, которые обладают пропускной способностью 7 л/с. Этого вполне достаточно, чтобы справиться с крупными ливневыми осадками и верховодкой.
Обратите внимание. Чем больше диаметр дрены, тем выше площадь фильтрации. Поэтому при расчете пристенного и пластового дренажа часто отдают предпочтение трубамØ165 мм.
Дренажные трубы разного диаметра
Плотность геотекстиля ↑
Геотекстильное полотно выполняет роль фильтра, который защищает дрену от засорения. Главным показателем данного материала является плотность. Именно расчету плотности геотекстиля для дренажа специалисты уделяют особое внимание. Если данная характеристика будет низкой, ткань уже при монтаже может порваться. С другой стороны, чрезмерная плотность снижает коэффициент фильтрации влаги. Для дренажных работ оптимальным показателем считается значение 100-150 г/м².
Геотекстильная ткань – важный элемент дренажа
Глубина траншеи ↑
На глубину укладки дренажных труб влияет два фактора – глубина промерзания грунта и глубина расположения фундамента (для пристенного дренажа).
Если дрена замерзнет зимой, тогда во время таяния снега она не сможет отводить излишнюю влагу, и эффективность системы будет стремиться к нулю. Чтобы этого не допустить, траншею необходимо разрабатывать с учетом климатических особенностей конкретной местности.
Расчет глубины пристенного дренажа выполняется очень просто: к нижней точке фундамента прибавляется 30 см. Этого будет достаточно для перехвата подземных вод в сезон дождей или во время паводка.
Схема пристенного дренажа
Уклон дрены ↑
Правильный уклон дренажных труб имеет большое значение для функциональности системы. Отсутствие уклона приведет к застаиванию воды, а слишком большой угол будет способствовать появлению отложений во внутренней полости трубопровода.
Важно. Оптимальным показателем считается 1%. То есть на 1 м трубы уклон должен составлять 1 см.
Глубина расположения водосборника рассчитывается следующим образом. Сначала измеряется расстояние от верхней точки дренажа до приемного колодца, затем полученная сумма делится на 100. Например, длина дренажного трубопровода составляет 30 м, тогда водосборник должен располагаться на 30 см ниже верхней точки системы.
Угол укладки дрены
Расстояние между ревизионными колодцами ↑
Расположение ревизионных колодцев нормируется СНиП. Согласно утвержденным правилам, точки для проведения обслуживания и очистки дренажа должны располагаться на всех поворотах трубопровода. Для прямолинейных участков, которые обладают большой протяженностью, колодцы устанавливаются через каждые 35 м.
Обратите внимание. Если трубопровод обладает одинаковым диаметром и лишен боковых ответвлений, тогда расстояние между ревизионными колодцами можно увеличить до 50 м.
Ревизионные колодцы выполняют функцию контроля работоспособности водоотвода
В данной статье приведены общие данные для расчета дренажа. Однако следует учитывать, чтолюбая дренажная система по-своему уникальна. Поэтому, чтобы водоотвод на участке работал максимально эффективно, вопросы проектирования и монтажа должны решать специалисты.