Кривые депрессии их построение

ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ ДЕПРЕССИИ

СОДЕРЖАНИЕ

1 Выбор способа водопонижения. Расчётная схема. 5

2 Фильтрационный расчёт. 7

2.1 Построение кривой дипрессии. 7

2.2 Расчёт притока воды в котлован. 10

3 Расчёт водосборной системы. 10

3.1 Конструирование водосбора внутри котлована. 10

3.2 Выбор конструкции зумпфа. 15

4 Расчёт насосной установки. 16

4.1 Расчёт всасывающей и напорной сети. 16

4.2 Подбор марки насоса. 21

5 Расчёт ливневого коллектора. 22

Приложение. Графический материал. 25

ВВЕДЕНИЕ

Технологии строительного производства по возведению зданий и сооружений, по выполнению земляных работ, подготовки оснований и монтаже фундаментов в определённых гидрогеологических условиях большое влияние уделяется вспомогательным процессам по искусственному понижению уровня грунтовых вод (УГВ).

Этот комплекс вспомогательных работ должен исключать нарушение природных свойств грунтов в основании возводимых сооружений и обеспечивать устойчивость устраиваемой земляной выемки.

Причинами заболачивания территории является – поступление значительного количества грунтовых вод, высокое стояние грунтовых вод. Для защиты от поверхностных вод устраивают каналы или ливневую канализацию от высокого стояния УГВ строят открытые и закрытые системы осушения. Сток грунтовых и поверхностной воды в открытых системах происходит в открытые каналы (лотки). В закрытых каналах (дренажах) грунтовые воды попадают в горизонтальные полости, по которым стекают до места их отвода.

В соответствии с индивидуальным заданием в данной работе выполняется гидравлический расчёт осушения строительного котлована. Мелиорация в переводе с латинского означает «улучшение» — то есть осушение обводнённых земель или обводнение осушенных.

ВЫБОР СПОСОБА ВОДОПОНИЖЕНИЯ. РАСЧЁТНАЯ СХЕМА

В соответствии с [5, п.2.1] на вновь строящихся и реконструированных объектах следует предусматривать производство работ по искусственному понижению УГВ.

Согласно рекомендациям [6, табл. 41,4] в зависимости от притока подземных вод и вида грунта, осушение котлована может быть осуществлено с применением открытого водоотлива, элетроосмоса, лёгких иглофильтровых установок (ЛИУ), буровых скважин с насосами, дренажных систем.

Открытый водоотлив применяется при разработке не глубоких котлованов и не значительном притоке подземных вод в водонасыщенных, скальных, обломочных или галечных грунтах. При открытом водоотливе хорошо применяются центробежные насосы.

Открытый водоотлив организуют следующим образом: по периметру котлована устраивают дренажные водосборные канавки с уклоном 0.001-0.002 в строну приямков, из которых по мере поступления вода откачивается с помощью насосов.

По мере разработки котлована приямки постепенно заглубляются вместе с канавками. Для исключения нарушения природной структуры грунтов основания, вода не должна покрывать дно котлована.

В мелкозернистых грунтах открытый водоотлив приводит к оплыванию откосов, котлованов и траншей, к разрыхлению грунта в основаниях зданий и сооружений. Здесь целесообразно применить глубинное водопонижение УГВ.

ЛИУ используют для глубинного водопонижения (h=4÷ 5м.) в песчаных грунтах. При этом способе углы фильтрации располагают по периметру котлована с шагом 0.8÷1.5м. Откачку воды иглофильтров производят с помощью вихревого насоса через всасывающий коллектор. При этом вокруг каждого иглофильтра образуются депрессионное воронки, которые соединяясь, приводят к понижению УГВ.

Рисунок 1 – Схема строительного котлована

1 ⌐ Начало потока

2 ⌐ Конец потока

(1) ⌐ Строительный котлован

(2) ⌐ Водоотводящий лоток

3 ⌐ Зумпф (водосборный колодец)

4 ⌐ Всасывающая линия насоса

5 ⌐ Центробежный насос

6 ⌐ Напорная (нагнетательная) линия

7 ⌐ Ливневой коллектор

ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ РАСЧЁТ

Фильтрацией называется движение жидкости сквозь пористую среду. Вода в поры может попасть различным образом. Например, в виде дождя вертикальные составляющие при этом называются инфильтрацией. Грунтовая волна может быть задержана слоем водонепроницаемого грунта (глина, скала). Вода далее будет двигаться у поверхности водонепроницаемого слоя, называемого водоупором.

На рис.1 показана схема несовершенного котлована, у которого дно не доведено до водоупора, здесь фильтрующаяся вода поступает в колодец не только через его боковые стенки, но и через дно.

ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ ДЕПРЕССИИ

Кривую депрессии можно построить по уравнению, вытекающему из уравнения Дюпюи, при этом выясняется величина радиуса влияния R. Понятие радиуса влияния котлована носит несколько условный характер, это расстояние до точек, где влияние колодца на положение УГВ (уровень грунтовых вод) прекращается. Величину R иногда назначают по данным инженерно-геологических изысканий в зависимости от рода грунта, но это более точные значения R.

Определим R по эмпирической формуле В.Зихарда:

где S=Zг.в — Zк= 27,6 – 26,0 = 1,6м. ⌐ глубина откачки.

К= 0,2 М/сут. = 0,23 10 -5 м/с ⌐ коэффициент фильтрации.

R= 3000 1,6 = 7,28м.

Строим кривую депрессии по уравнению.

Y 2 = H₁ 2 — X, (2)

где H₁= 4,1м. ⌐ расстояние от УГВ до водоупора.

Н₂= 2,5м. ⌐ расстояние от дна котлована до водоупора.

Х,Y ⌐ задаваемые и искомые координаты кривой, рис.2.

Вычисления сводятся в таблицу 2. По данным таблицы 2 вычерчивается кривая депрессии, рис.2.

Источник

Построение кривой депрессии

Исходные данные

Характеристики строительного объекта	Материалы инженерно-геологических изысканий
Отметка верха строитель-ного кот-лована, , м	Глубина строи-тельно- го кот-лована, , м	Размеры котлована по дну	Грунты	Залегание под землей на глубину
Шири-на, B, м	Длина, L, м	Водо-прони-цаемые	Водо-упор	грун-товых вод, , м	водоупора, , м
песок	Глина	1,9	6,3

Строительный котлован изображен ниже, см. Рисунок 1 – Схема строительного котлована, где:

1 – строительный котлован, осушается от грунтовых вод; 2 – водоотводящие лотки; 3 – зумпф (водосборный колодец); 4 – всасывающая линия насоса; 5 – центробежный насос; 6 – напорная линия насоса; 7 – ливневой коллектор

1. Выбор способа водопонижения

В соответствии с п. 2.1 [10] на вновь строящихся и реконструируемых объектах следует предусматривать производство работ по искусственному понижению УГВ.

Согласно рекомендациям таблицы 41(4) в зависимости от притока подземных вод и вида грунта осушение котлованов может быть осуществлено с применением отрытого водоотлива, электронасоса, легких иглофильтровых установок, буровых скважин, дренажных систем.

В данной работе используется понижение УГВ с применением электронасоса.

Понижение УГВ с электронасосом

В пылевато-глинистых грунтах имеющих коэффициент фильтрации менее 2 м/сут, искусственное водопонижение осуществляется с помощью элетронасоса в сочетании с иглофильтрами. Его выполняет в такой последовательности. По периметру котлована с интервалом 1,5..2м располагают иглофильтры, а между ними по бровке котлована забивают металлические стержни из арматуры или труб небольшого диаметра. Эти стержни подсоединяются к положительному полюсу источника постоянного тока напряжением 40…60В, а иглофильтры – к отрицательному. Под действием тока рыхлосвязанная поровая вода переходит в свободную и, перемещаюсь от анода к катоду, откачивается в результате уровень грунтовых вод понижается. При этом способе водопонижения расход электроэнергии составляет 5…40кВт/ч на 1 м 3 .

В связи с тем, что стоимость искусственного водопонижения находится в прямой зависимости от продолжительности работы откачивающих машин, добиться сокращения затрат можно при максимальном сокращении сроков строительства.

Фильтрационный расчет

Построение кривой депрессии

1. Глубина строительного котлована Н=4,5м

2. Вычисляем радиус влияния R – расстояние от котлована до максимального уровня грунтовых вод. Радиус влияния зависит от рода грунта и его можно определить:

а) по ряду зависимостей, например по формуле Кусакина:

(3.1)

где S – глубина откачки воды (глубина водоносного слоя), м;

— коэффициент фильтрации, м/с, принимается по [4]; коэффициент фильтрации крупного песка:

(3.2)

б) по данным инженерно-геологических изысканий, радиус влияния, R для песка 600м

3. Водоупором является глина.

4. Строим кривую депрессии АВ – линия свободной поверхности грунтовых вод.

Условно принимается , где T ́– расстояние между дном котлована и водоупором, проводятся следующие вычисления:

а) Определяем вспомогательную величину h по формуле:

(3.3)

где m – заложение откоса строительного котлована, задается в зависимости от грунта [9], принимаем m=3; – расстояние между УГВ и уровнем водоупора, м; R – радиус влияния, м.

H1=S+ ,м (3.4)

, м (3.5)

б) Определяем высоту зоны высасывания по формуле:

(3.6)

,м

в) кривую депрессии строим по формуле для сориентированного по координатным осям чертежа:

(3.7)

Н₂ – расстояние между точкой высасывания и уровнем водоупора, м:

,м(3.8)

В конечном счете функция кривой депрессии будет следующая:

Расчет сводим в таблицу 1.

Таблица 1-Определение координат кривой депресии

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Построение — кривая депрессия

Построение кривой депрессии осуществляется по указанным выше признакам путем подбора. В первом приближении кривая депрессии задается произвольно. По техническим соображениям на бумажной модели рекомендуется задавать ее положение с завышением, а на жидкостной модели с парафиновой ( восковой) границей — с занижением. Сняв на модели ЭГДА потенциалы вдоль свободной поверхности и определив по формуле ( V. Если оказывается, что z H, то кривую депрессии в этом месте нужно несколько поднять, при z H, наоборот, опустить. [1]

Построение кривых депрессий при неравномерном движении грунтовых вод по водоупору в предположении двучленного закона ( XXI 1.15) не приводит к принципиальным трудностям. Однако получающиеся при этом формулы оказываются громоздкими. [2]

Построение кривой депрессии на участке sd проводится по методу акад. [3]

Построение кривой депрессии осуществляется на электрических моделях подбором В первом приближении кривая депрессии задается произвольно. По техническим соображениям на бумажной модели рекомендуется задавать ее положение с завышением, а на жидкостной модели с парафиновой ( восковой) границей — с занижением. Сняв с модели ЭГДА потенциалы вдоль свободной поверхности и определив по формуле ( 20 гл. Если оказывается, что zГЯ, то кривую депрессии в этом месте нужно несколько поднять, а при z H опустить. Обычно достаточно двух-трех приближений, чтобы достичь приемлемого их совпадения. [4]

Построение кривой депрессии осуществляется на электрических моделях: подбором. В первом приближении кривая депрессии задается произвольно; на бумажной модели рекомендуется задавать ее положение с завышением, а на жидкостной модели с парафиновой ( восковой) границей — с занижением. Сняв с модели ЭГДА потенциал. Я, следует сравнить их с соответствующими величинами ординат свободной поверхности. Обычно достаточно двух-трех приближений для того, чтобы достигнуть хорошего их совпадения. [5]

Для построения кривой депрессии по уравнению ( I, 32) целесообразно прежде всего построить зависимость ф ( А), где А — глубина фильтрационного потока. [6]

При построении кривой депрессии промежутком высачивания б по рекомендации Р. Р. Чугаева 2 можно пренебречь, когда глубина воды в колодце АО достаточно велика; при Ль0 5Яо неучет промежутка высачивания приведет к сильному искажению кривой депрессии в ее концевой части. [7]

Основой для построения кривой депрессии в рассматриваемом случае и определения фильтрационного расхода служит замена грунта ядра плотины грунтом с одинаковым с основной массой плотины коэффициентом фильтрации. Такая замена влечет за собой необходимость вводить в расчет вместо истинной толщины ядра такую толщину, при которой получается та же потеря, что и при истинном коэффициенте фильтрации ядра. Новая толщина ядра, введенная для облегчения расчетов акад. [8]

Зависимости, полученные для определения расхода потока и построений кривой депрессии , могут быть использованы для исследования возможности схематизации гидрогеологических условий и оценки принятых при этом допущений. [9]

Решение задачи о фильтрации воды через плотину сводится к определению фильтрационного расхода и построению кривой депрессии . Форма депрессионной кривой и фильтрационный расход могут быть определены методом Н. Н. Павловского или методами других ученых. Решают задачу подбором или графически. [10]

Задача состоит в определении фильтрационного расхода на 1 ж длины перемычки, рабочей чдлины фильтра и построении кривой депрессии . [11]

Задача состоит в определении фильтрационного расхода на 1 м длины перемычки, рабочей длины фильтра и построении кривой депрессии . [12]

Задача состоит в определении фильтрационного расхода q на погонный метр длины перемычки, рабочей длины фильтра и построении кривой депрессии . [13]

Получена формула Дюпюи для радиальной фильтрации. Эта формула используется для построения кривой депрессии . [15]

Источник