объем притока воды в котлован можно подсчитать используя закон

Пособие по проектированию земляного полотна и водоотвода железных и автомобильных дорог промышленных предприятий (к СНиП 2.05.07-85). Часть 7

Максимальная молекулярная влагоемкость некоторых грунтов приведена в табл. 43.

Максимальная молекулярная влагоемкость

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Методика расчета притока грунтовой воды в траншею, канал, котлован и колодец

Двухсторонний приток воды в траншею, канал, доведенных до водоупора, определяется по формуле

Q = LK ф , (37)

Если значение R неизвестно, то формула преобразуется

Средние значения уклона депрессионной кривой

Пески наиболее проницаемые (чистые)

Для определения двухстороннего притока воды в канал, не доведенного до водоупора, пользуются формулой и схемой к расчету на рис. 105.

Q = LK ф , (39)

Если неизвестно значение R, то формула примет вид

Приток воды к котловану совершенного типа.

Расчет выполняют по методу «большого колодца».

В безнапорном водоносном горизонте расчет ведется по формуле

Q = 1,37 , (41)

r о = , (42)

При напорных водах

Q = 2,73 , (43)

Для несовершенных котлованов расчет притока воды определяют по формуле для подсчета притока воды к пластовому дренажу в безнапорном водоносном пласте.

Q = 1 К ф S [], (44)

Значение r o вычисляют по формуле Н.K. Гиринского

r o = 1 , (45)

Рис. 105. Схема к расчету притока воды в траншею, канал

Приток воды к грунтовому «совершенному колодцу» определяют по формуле

Q = 1,366 К ф = 1,366 К ф = 1,366. (46)

Приток воды к грунтовому «несовершенному колодцу» рассчитывают по формуле

Q = 1,366 К ф . (47)

Приток воды к неглубоким несовершенным грунтовым колодцам и шурфам с проницаемым полусферическим дном определяют по формуле

При большом диаметре шурфа и плоском дне

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Программа автоматизированного гидравлического расчета кюветов и канав

Программа предназначена для определения расхода воды в кюветах и канавах трапецеидального, треугольного и прямоугольного сечения.

Исходные данные для расчета: размеры поперечного профиля кювета или канавы, шероховатость стенок и дна, уклон дна, скорость течения воды, крутизна откосов, глубина, ширина дна, расход воды, площадь живого сечения.

Программа «ОС-РВ, версия 3» составлена на ЭВМ СМ-4. На печать выдаются: расход воды кюветов и канав по отдельным участкам, причем одновременно по 29 сечениям.

Разработана на языке «ФОРТРАН» Харьковским Промтранспроектом. Адрес: 319972, г. Харьков, ул. Тобольская, 42.

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Допустимые (неразмывающие) средние скорости течения воды в грунтах и укреплениях

Средняя глубина потока, м

Конгломерат, мергель, сланцы

Известняк пористый, плотный конгломерат, слоистый известняк, известковый песчаник, доломитовый известняк

Песчаник доломитовый, плотный неслоистый известняк, кремнистый известняк, мрамор

Гранит, диабаз, базальт, андезит, кварцит

Размеры частиц грунта,

Средняя глубина потока, м

Пыль и ил с мелким песком, растительная земля

Песок мелкий с примесью среднезернистого

Песок среднезернистый с примесью крупного, песок мелкий с глиной

Песок крупный с примесью гравия, песок среднезернистый с глиной

Гравий мелкий с примесью среднезернистого

Гравий мелкий с песком и крупным гравием

Гравий с галькой мелкой и песком

Галька средне зернистая с песком и гравием

Галька крупная с примесью гравия

Галька с мелким булыжником и гравием

Булыжник средний с галькой

Булыжник средний с примесью крупного, булыжник крупный с мелкими примесями

Булыжник крупный с примесью мелких валунов и гальки

Валуны средние с примесью гальки

Валуны с примесью булыжника

Валуны особо крупные

Содержание частиц размером, мм в %

Грунты малоплотные. Объемная масса скелета грунта до 1,2 т/м 3

Средние глубины потока, м

Лессовые грунты в условиях закончившихся просадок

Принимаются в зависимости от крупности песчаных фракций

Средняя глубина потока, м

Одерновка плашмя (на плотном основании)

Одерновка в стенку

Каменная наброска из булыжного или рваного камня в зависимости от его крупности

То же (принимаются с коэффициентом 0,9)

Каменная наброска в два слоя в плетнях в зависимости от крупности камня

То же (принимаются с коэффициентом 1,1)

Хворостяная выстилка и хворостяные покрывала на плотном основании (для временных укреплений) при толщине выстилки 20-30 см

Фашинные тюфяки при толщине 50 см

Габионы размером не менее 0,5 1 0,5 1 1 м

Бутовая кладка для камня известковых пород (с пределом прочности не менее 1,1 МПа)

Бутовая кладка из камня известковых пород (с пределом прочности не менее 3,1 МПа)

Бетон как одежда для укреплений класса:

Бетонные лотки с гладкой поверхностью из бетона класса:

Деревянные лотки гладкие при надежном основании и течении вдоль волокон

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

Методика расчета глубины заложения несовершенного двухстороннего подкюветного дренажа при безнапорном водоносном горизонте

Расчет выполняют по формуле (рис. 106)

суглинков легких пылеватых, супесей

глин, суглинков тяжелых и суглинков

Рис. 106. Схема к расчету глубины заложения несовершенного двустороннего подкюветного дренажа при безнапорном водоносном горизонте

Значения уклонов для различных грунтов:

ПРИЛОЖЕНИЕ 12

Методика расчета толщины балластного слоя под шпалой при заглубленной балластной призме

Методика основана на подборе минимальной толщины балластного слоя исходя из учета следующих факторов и показателей: дорожно-климатической зоны, в которой проектируется земляное полотно, ширины одного ската и числа путей на нем (по проекту), коэффициента фильтрации грунтов балластного слоя, вида грунта (супесь, суглинок, глина) и типа увлажнения, а также величины уклона дна корыта.

Земляное полотно запроектировано во II дорожно-климатической зоне односкатным, для трех путей, с заглубленной балластной призмой, с коэффициентом фильтрации грунтов 10 м/сут, уклоном дна корыта 4 % о и типом увлажнения 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

Методика определения толщины противодеформационной подушки из дренирующего грунта

Методика приводится по «Методическим рекомендациям по проектированию земляного полотна железных дорог на пучинистых грунтах в суровых климатических условиях».

Для расчета используют эпюры распределения по глубине критической нагрузки р кр и суммарных напряжений в грунтах основания пути

, (51)

Критическую нагрузку следует определять для двух сечений пути при h 1 = 0 и h 2 = 1 м, считая от подошвы балластного слоя. По результатам расчетов строят линию А-Б распределения Р кр и действующих суммарных напряжений по глубине (рис. 107).

Рис. 107. Номограмма для определения критической нагрузки Р кр на грунт и напряжений s в зависимости от глубины h

Толщину дренирующей подушки в пределах основной площадки земляного полотна находят на пересечении А-Б и кривых распределения суммарных напряжений, поз. 1-4, для заданных условий эксплуатации.

Значения С и j определяют на сдвиговом приборе, а образцы грунтов должны соответствовать состоянию расчетного слоя при оттаивании. В зависимости от влажности и прочности грунта на глубине расчетом определяют глубину врезки и соответствующую толщину дренирующей подушки.

На рис. 108 приведен пример расчета глубины врезки по трем вариантам сочетания суммарных влажностей W, %, и прочностных характеристик оттаивающего грунта основания по трем вариантам:

W f = 29%; С = 0,5 МПа; j = 14°;

W f = 25%; С = 1 МПа; j = 18°;

W f = 21%; С = 1,3 МПа; j = 19°.

Принимая максимальную прочность грунта Р кр = 2,5 кПа под балластным слоем при глубине h 1 = 0 и Р кр = 10 кПа на глубине h 2 = 2 м (вариант 1), получаем прямую (поз. 1 на рис. 108) распределения Р кр по глубине. Принимая на контакте с балластным слоем на глубине h 1 = 0 минимальную прочность грунта, как для варианта 1, а на глубине h 2 = 1 м характеристики, соответствующие вариантам 2 и 3, получим прямые 2 и 3 распределения Р кр по глубине.

Рис. 108. Номограмма для расчета глубины врезки

По точкам пересечения прямых 1, 2 и 3 на рис. 108 с кривыми а и б распределения суммарных напряжении по глубине определяют шесть различных значений толщины дренирующей подушки, изменяющихся при рассматриваемых условиях от 0,45 до 1,75 м.

ПРИЛОЖЕНИЕ 14

Пакет программ для автоматизированного проектирования по расчету осадки основания насыпей на слабых грунтах

Программа «OSADKA» предназначена для автоматизированного расчета величины осадки основания насыпей, сооружаемых на слабых грунтах (торф, ил, сапропели, заторфованные грунты с t 0,1 МПа).

Программа «OSADKA» написана на языке «ФОРТРАН-IV», переведена на ЭВМ ЕС-1020 и отлажена в оперативной системе «ФОБОС» на ВК АРМ-Р/СМ-3. Разработана ЦНИИСом Минтрансстроя. Адрес: 129329, Москва, Игарский пр., 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 15

Характеристики геотекстилей, применяющиеся в дорожном строительстве

Источник

Расчет притока воды в котлован

(3.9)

Полный расход фильтрационных вод определяется:

(3.10)

где — фронт сбора фильтрационных вод (периметр дна котлована), м.

Вычисляем расход инфильтрационных (ливневых) вод, притекающих в котлован. Учитывая сведения [7], в расчетах можно условно принять

(3.11)

где — полный расход фильтрационных вод, .

Общий расход, притекающий в котлован, определяется суммой расходов фильтрационных и инфильтрационных вод

(3.12)

Расчет водосборной системы

Назначение системы – собрать фильтрат и отвести в зумпф (водоприемник, приямок), откуда затем откачать с помощью насоса. Рассчитывается открытый водоотлив лотковой конструкции.

Конструирование водосбора внутри котлована

По периметру дна котлована прокладывается два открытых канала, каждый из которых имеет протяженность L+В. Система рассредоточено по всей длине принимает и отводит в зумпф фильтрационный поток с расходом Q_расч

(4.1)

где — общий расход вод, притекающий в котлован, .

В расчете условно принимается, что весь расход сосредоточенно приходит в начало каждого канала.

Общие рекомендации по проектированию:

1. Ширина лотка по дну не менее в нашем случае 20см;

2. Уклон дна канала i=0,001.

Для водоотводящего канала (лотка) используются зависимости гидравлически на выгоднейшего поперечного сечения. Гидравлически на выгоднейшее сечение – это такое сечение, при котором достигается максимальная пропускная способность, т.е. . Выбираем прямоугольный поперечный профиль, определим его гидравлически наивыгоднейшие размеры.

(4.2)

(4.3)

(4.4)

(4.5)

(4.6)

где — ширина канала (лотка) по дну, м принимаем 0,2 м;

— глубина наполненного канала, м;

— площадь живого сечения потока, м 2 ;

— смоченный периметр, м;

— гидравлический радиус, м;

— коэффициент Шези;

— коэффициент шероховатости, принимается по таблице [9], в нашем случае (строганые доски);

i – уклон дна канала, в нашем случае i=0,001;

– расход безнапорного потока жидкости, =

Вычисления сводятся в таблицу 2. Задаваясь глубиной наполнения канала , определяем расход .

Таблица 2-Определение глубины наполнения канала

0,1	0,2	0,02	0,4	0,05	55,18	0,0078
0,15	0,2	0,03	0,5	0,06	56,88	0,01322
0,2	0,2	0,04	0,6	0,067	57,89	0,0189
0,25	0,2	0,05	0,7	0,071	58,56	0,0247
0,208	0,2	0,0416	0,616	0,0675	58,013

По результатам расчетов строим график зависимости Q=f(h). По графику определяем искомое значение глубины наполнения по известному рассчитанному значению ; .

h_{лот =} +0,05 м(4.7)

h_лот= + 0,05=0,213 м

Выбор конструкции зумпфа

Местоположение зумпфа задается таким образом, чтобы водоотводящие каналы (трубы), выполняли свои функции.

Минимальная вместимость зумпфа:

(4.8)

где — общий расход вод, притекающих в котлован, ; t – время наполнения, t = 5 минут = 300 секунд.

Исходя из практики строительного производства, для данного строительного котлована зумпф проектируется в виде круглого колодца из стандартной фальцевой железобетонной трубы с размерами а х а; либо в виде круглого колодца из стандартной кольцевой железобетонной трубы диаметром d.

Принимаем зумпф круглого сечения.

Объем зумпфа рассчитывается исходя из геометрии конструкции:

˃ (4.9)где – глубина зумпфа

Принимаем глубину зумпфа 1,8м.

(4.10)

Строится развертка по водосборной линии (рисунок 4).

Вычисляется время заполнения зумпфа t:

(4.11)

где – реальный объем зумпфа, ;

— общий расход вод, притекающих в котлован, .

Так как условия (4.10) выполняются, то размеры зумпфа и его положение выбрано верно.

Выполняется чертеж – развертка по каналу с нанесением геодезических отметок.

Расчет насосной установки

Назначение насосной установки:

Насос обеспечивает перекачку собранного фильтрата в приемник удаляемой воды:

а) в черте населенного пункта – ливневые канализационные сети;

б) в окрестной местности – близлежащие водоемы, овраги.

Общие рекомендации к расчету:

1. Остановка насоса при достижении минимального уровня воды в зумпфе и пуск ее в момент достижения максимального наполнения зумпфа должна производится по сигналу датчика уровня;

2. Обязательно назначается на 1ё2 рабочих насоса 1 резервный;

3. Подача насоса должна быть несколько больше притока воды в котлован (примерно в 1,5 раза) для возможности работы насоса с перерывами

4. Напор насоса должен обеспечивать перекачку воды, т.е.

;

5. При выборе погруженного насоса необходимо учитывать его размеры для того, чтобы он помещался в зумпф.

Источник