Радиус депрессии дренажа это

Приток воды к котлованам

Понятие о депрессионной воронке и радиусе влияния

При откачке воды из скважин вследствие трения воды о частицы грунта происходит воронкообразное понижение уровня воды.

Образуется депрессионная воронка, в плане имеющая форму, близкую к кругу. В вертикальном разрезе воронка ограничивается депрессионными кривыми, крутизна которых увеличивается по мере приближения к оси скважины. Образование депрессионной воронки вызывает отклонение токов вод от естественного направления и изменение поверхности грунтового потока.

Радиус депрессионной воронки называется радиусом влияния (R). Размер депресионной воронки, а значит и радиуса влияния, зависит от водопроницаемости пород. Так гравий и другие водопроницаемые породы характеризуются широкими воронками с большим радиусов влияния, а для суглинков характерны наоборот узкие воронки с маленьким радиусом.

Также на величину и форму воронки оказывают влияние условия питания водоносного горизонта, его связь со смежными горизонтами и поверхностными водоемами и т.д.

В практических расчетах для определения радиуса влияния или радиуса депрессии обычно используют приближенные формулы, иногда дающие только порядок его велечины.

Формула Кусакина (для безнапорного пласта при установившейся фильтрации) имеет вид

где S — понижение уровня воды при откачке по центру воронки, м

H — мощность пласта, м

Кф — коэффициент фильтрации, м/сутки.

Формула Зихардта для напорных пластов

где S — понижение уровня воды при откачке по центру воронки, м

Кф — коэффициент фильтрации, м/сутки.

Ориентировочные значения радиуса влияния могут быть определены таблице.

Породы	Радиус влияния R, м
Мелкозернистые пески	50-100
Среднезернистые пески	100 — 200
Крупнозернистые пески	200 -400
Гравий, галечник и пр.	400 -600 и более

Приток воды к строительным котлованам

При расчете притока воды следует учитывать, что строительные котлованы имеют различные конфигурации и размеры, могут быть совершенными и несовершенными( вскрывающие водоносный пласт не на полную мощность), вскрывать напорные и безнапорные воды.

По внешнему виду все строительные котлованы условно можно поделить на «траншеи» и «колодцы» по отношению длины котлована к его ширине (больше 10 в первом случае и меньше 10 во втором).

Приток безнапорных вод к совершенному котловану типа «траншеи», расположенному нормально(перпендикулярно) к водному потоку может быть определен по формуле для определения расхода плоского потока подземных вод.

Источник

VII. Расчет контурного дренажа

Контурный дренаж устраивается для защиты от подтопления грунтовыми водами административного здания (здание тип 2). Дренажная система должна обеспечивать понижение исходного УГВ (абс. отм. +41,60), до уровня, обеспечивающего требую норму осушения (на 0,5 м ниже пола подвала (абс. отм. +38,000).

Расчет выполнен согласно РМД 50-06-2009 Санкт-Петербург «Дренажи в проектировании зданий и сооружений».

Исходные данные:

Размеры здания в плане 30х35м

Отметка отмостки +41,60 м

Отметка пола подвала +39,10 м

Отметка залегания водоупора +38,85 м

Расчетная схема изображена на рисунке 2.

Рисунок. 1 Схема параметров пристенного дренажа

Глубина заложения дрен предварительно принята 38,85 м от поверхности земли, что на 1,25 м ниже пола подвала.

Диаметр дрен предварительно принят 150 мм.

При данных условиях контурный дренаж является несовершенным.

Определение минимального расстояния от края фундамента до дренажа осуществляется по формуле :

b = 0,15 м– уширение фундамента, м;

В = 0,45 м – ширина дренажной траншеи, м;

Н = 4 м– глубина заложения дрены, м;

h = 3,5 м– глубина заложения фундамента, м;

a = 19 0 – угол внутреннего трения грунта, град.

Расход дренажных вод для контурного дренажа несовершенного типа определяется по формуле:

где K = 0,35 м/сут – коэффициент фильтрации грунта,

h = 4,0 м – глубина погружения дрены под непониженный УГВ;

r_g – радиус дрены, м;

r₀ – приведенный радиус контура, м;

R – радиус депрессии, м;

Т = 0,5 м– превышение несовершенной дрены над водоупором;

φ = φ1 – φ2, коэффициенты.

Приведенный радиус r₀ определяют по формуле:

Радиус депрессии определяется по графику, изображенному на рисунке 3.

При

Коэффициенты φ1, φ2 по графику, изображенному на рисунке 4.

φ = φ1 – φ2 = 5,5-3,5 = 2

Положение кривой депрессии внутри контура (в центре) определяется по формуле:

где F = — 0,05 по графику, изображенному на рисунке 5.

Положение кривой депрессии вне контура определяется по ф-ле :

где h_выс – высота высачивания – разрыва между уровнем воды в дрене и на контакте дренажной обсыпки с грунтом, м;

Приложение 1. Генеральный план

Источник

Определение радиуса влияния одиночной скважины

Радиус влияния скважины — это расстояние от скважины, из которой проводится откачка, до границ ее влияния. Зона влияния скважины определяется гидродинамическим полем данной скважины.

Влияние любой откачки через определенный промежуток времени распространяется до границ водоносного горизонта (уреза, водоема, соседних водонепроницаемых пород и т.д.). В практике при расположении скважины на значительном расстоянии от границ водоносного горизонта их влияние не учитывают.

Расстояние, за пределами которого влияние откачки практически отсутствует, принимается за радиус влияния откачки. Для хорошо изученных районов величину радиуса влияния рекомендуется определять опытным путем. Для мало изученных районов величину радиуса влияния ориентировочно можно рассчитывать по формулам или принимать по таблице их вероятных значений.

Зависимость величины радиуса влияния от удельного дебита скважин.

Радиус влияния R, м

Удельный дебит, м³/ч

Радиус влияния R, м

Удельный дебит, м³/ч

Величина радиуса депрессии R при опытной откачке из одиночной скважины в безнапорных условиях с понижением уровня на несколько метров может колебаться примерно в следующих размерах (в метрах):

Вероятные значения радиуса депрессии для рыхлых пород при откачках из вертикальных выработок продолжительностью в несколько суток, по Д.И. Щеголеву, приведены в таблице ниже.

Вероятные значения радиуса депрессии ( по Д.И. Щеголеву)

Размеры преобладающих частиц, мм

По С.А. Колю, при откачках из скважин радиус влияния зависит от удельной депрессии и, следовательно, от удельного дебита и имеет следующие значения:

Удельный дебит, (л/с)/м

Удельный дебит, (л/с)/м

Формулы для определения радиуса влияния для безнапорных вод:

Шульце ;

Вебера ;

Кусакина ,

где R — радиус влияния, м; H — мощность безнапорного водоносного горизонта, м; k — коэффициент фильтрации, м/сут; T — время от начала откачки до момента получения стационарной воронки депрессии, ч; μ — водоотдача в долях единицы ( по лабораторным определениям 0,2).

Примерное значение радиуса влияния в скальных и мелкозернистых водоносных породах, по М.Е. Альтовскому, приведено в табл. ниже.

Примерное значение радиуса влияния ( по М.Е. Альтовскому)

Коэффициент фильтрации, м

Характер водоносного горизонта

Расстояние от наблюдательных скважин до центральной, м

Примерный радиус влияния, м

Гравийно-галечниковые, чистые, без примеси мелких частиц,

крупнозернистые и среднезернистые однородные пески

Гравийно-галечниковые со значительной примесью

Неоднородные разнозернистые и

В практике проектирования разведочно-добывающих скважин для нахождения ориентировочного радиуса влияния в рыхлых грунтах с коэффициентом водоотдачи порядка 0,3 используют следующие эмпирические формулы:

для безнапорных вод при значениях понижений не выше 40-50 м — формулу Кусакина ;

для напорных вод — формулу Зихарда .

Коэффициент фильтрации можно определить по формуле k=130.

Пример. Удельный дебит скважины q=0,1 (л/с)/м, средняя мощность водоносного горизонта 20 м, понижение уровня воды в скважине 20 м, k=(130·0,1)/20=0,65 м/с.

.

По предложению В.Н. Щелкачева, для практических расчетов понижений уровня на длительный период эксплуатации водозабора в условиях пласта «неограниченных размеров» величину радиуса питания скважины R можно заменить величиной приведенного радиуса влияния R по формуле :, где t — время от начала работы водозаборной скважины; a — коэффициент пьезопроводности при использовании артезианских вод и коэффициент уровнепроводности при использовании грунтовых вод.

Источник

Гидравлический расчет дренажа

При проектировании подземных дренажей производят гидрогеологические и гидравлические расчеты . Гидрогеологические или фильтрационные расчеты выполняют по аналитическим зависимостям на основе расчетных схем работы дренажа . С этой целью реальные границы дренируемого водоносного пласта, снятого с геологического разреза, приводят к условным типовым.

Граничные условия дренируемого водоносного пласта определен расстоянием до области его питания и естественного дренирования, также положением водоупорных слоев.

В плане граничные условия водоносного пласта при значительной удаленности областей питания и естественного дренирования от проектируемого дренажа заменяют условной границей – радиусом депрессии дренажа . Его величину определяют опытным путем и только при полном отсутствии таких данных прибегают к расчетным формулам. В ряде случаев расстояние до удаленной области питания не определяют, а ограничиваются установлением расхода, притекающего к дренируемому участку из этой области. Областью питания могут служить не только водные объекты. В этом качестве могут выступать массивы обводненных пород с более высокой водопроницаемостью, чем осушаемая порода и гидравлически связанные с ней.

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.

Таким образом, в каждом конкретном случае расчет дренажных систем ведут на основе предварительной расчетной схемы понижения уровня грунтовых вод, отражающей условия работы системы. Из-за многообразия этих условий фильтрационный расчет дренажа является довольно сложной задачей. Ниже даются расчетные схемы, которые типизируют часто встречающиеся при проектировании условия работы для относительно простых систем горизонтального дренажа .

Источник