Курсовой проект Проектирование и расчет земляного полотна Иркутск, 2009 Введение

• Название: Курсовой проект Проектирование и расчет земляного полотна Иркутск, 2009 Введение
• Дата: 19.04.2023
• Размер: 0.83 Mb.
• Имя файла: bibliofond_578066.rtf
• Тип: Курсовой проект; #1072912
• страница: 10 из 11

2.4.3 Выбор типа дренажа

В выемках значительного протяжения для перехвата или понижения уровня грунтовых вод под основной площадкой обычно применяют горизонтальные дренажи траншейного типа. При длине дренажа более 50м по дну укладывают трубы, при глубине дренажа более 1,0ч1,65м его делают закрытым.

2.4.4 Проектирование трассы и продольного профиля дренажа

Трасса дренажа проектируется по конкретным данным геологического и гидрологического обследований.

При проектировании продольного профиля учитывают:

- продольный профиль дна дренажа должен быть равен уклону дна кювета в выемке;

- оптимальным продольным уклоном считается уклон 5-7‰;

- дренажи большого протяжения проектируются с однообразным продольным уклоном или с постепенным его возрастанием в низовой части;

- концы входящие и выходящие труб в смотровом колодце размещаются в разных уровнях с перепадом не менее 10 см

Тип дренажа по расположению его дна относительно водоупора может быть совершенным и несовершенным.

Продольный профиль дренажа проектируют в зависимости от местных условий.
.4.5 Глубина заложения дренажа

Глубина заложения дренажа определяется по формуле:
(72)
где Z₁₀ - максимальная глубина промерзания грунта основания выемки. Z₁₀=1,9м

е - величина изменения уровня капиллярных вод; е =0,2 м;

а _кп - высота подъема капиллярной воды над кривой депрессии а _кп=0,6м;

f-стрела изгиба кривой депрессии:

для одностороннего дренажа f = 0,5( В +1)I_o= 0,5(11,92+1) ·0,04=0,2584м; где В- ширина основной площади выемки, м;

I₀- средний уклон кривой депрессии ;

h_o- расстояние от верха дренажной трубы до дна траншеи, h_o= 0,4 м;

b-расстояние от верха балластной призмы до верха дренажной траншеи, м;

в=h₆+0,6;

h₆-суммарная толщина балласта, м; h₆=h_щ+0,15=0,40+0,15=0,55;

h_щ - толщина однослойной балластной призмы.

Отметка дна дренажа равна 193,6-0,6-2,21=190,79 м. Т. к. это выше водоупорного слоя (189,6 м) то глубину дренажа принимаем равной h = 2,21 м

Не совершенный дренаж
2.4.6 Расчёт расхода воды в дренаж

При не совершенном дренаже возможны 4 зоны втекания: с полевой стороны из зон А и Б, с полевой стороны дна из зоны В, с междренажной стороны дна Г и с междренажного пространства зон Д и Е.

Расход воды из междренажного пространства зон А и Б определяют из выражения:
(73)
где

- коэффициент фильтрации осушаемого грунта; (0,5 м/с);

- бытовая толщина бытового потока.
Н=ГВВ-ОДД, (74)
где ГВВ- отметка горизонта высоких вод, ОДД- отметка дна дренажа;

h₀- расстояние от дна дренажа до верха трубы, h₀ =0,4м.

H=192,6-190,79=1,81м,

Ширину траншеи 2d назначают в зависимости от глубины h:

d=0,4

Расход воды из зоны В с полевой стороны дна дренажа определяется;


(75)
где I₀- средний уклон кривой в депрессии;

K_j-коэффициент фильтрации (м/сутки)- , для супеси тяжелой;

K_j =0,5 м/сутки, H-бытовая толщина грунтового потока, м,

Расход воды для дренажа рассчитывают по формуле Чугаева:
(76)
где значение определяют по графику в зависимости от параметра;
, (77)

Т=ОДД-ОВ=190,79-189,6=1,19 м (78)
где

- толщина подстилающего водоносного пласта;

- длина проекции кривой депрессии на горизонталь, определяемая по формуле:
м;

;

;
Так как , Т<Т_р то сначала надо определить некоторое промежуточное значение , приняв и определив по формуле
(79)



q_ч¹ = 0,22
Считаем коэффициент q_ч


м³/с.
Расход воды из зоны Г определяют из выражения;
. м³/с. (80)

м³/с.
Расход воды из междренажного пространства зон Д и Е определяют из выражения:
. (81) м³/с.
Полный суммарный расход воды в дренаж:
(82)


2.4.7 Подбор дренажа

При расчете пропускной способности дренажной трубы-дрены определяют расход на протяжении всей длины рассматриваемого дренажа, а в случае дренажной сети учитывают приток воды из других подземных водоотводов. Тогда суммарный расчетный расход воды в дренаже
(83)
где Q_T - транзитный расход воды, притекающий из сопряженных дренажей, м³/ час; Q_T=0

q_П - полный расход воды в дренаж на единицу длины, м³/ час;

l- длина дренажа как водосбора, м l=250 м;

т_Т - коэффициент, учитывающий возможность постепенного загрязнения

трубы, т_Т=1.5.

Конструкция трубчатого дренажа для отвода воды от основной площадки земляного полотна выполняется из полимерных материалов и состоит из дренажного трубопровода, наблюдательных скважин, дренажного фильтра и конструкции выпуска дренажа. Трубы работают в безнапорном режиме. Диаметр дренажного трубопровода определяется в зависимости от расчетного расхода воды в дренаже и его уклона. Минимальный внешний диаметр труб принимается 160мм. Для отвода воды от основной площадки коротких участков (250-300м) на нулевых местах и в неглубоких выемках допускается внешний диаметр труб уменьшать до 110мм. Длина труб принимается 10м при доставке железнодорожным транспортом и 5-6м при доставке автомобильным транспортом. Дренажные водоприемные отверстия выполняются в верхней половине контура труб. По форме отверстия выполняются круглыми или щелевидными. Диаметр отверстия или ширина щели и их количество, а также шаг в продольном направлении должны соответствовать расчетным значениям. При этом их суммарная площадь должна быть не менее 0,5 % поверхности трубы. Обычно диаметр отверстия или ширина щели принимается 5-10мм, длина щели 30-50мм.

Для наблюдения за работой дренажа , а также возможности по прочистке в трубопроводе через 50-60м устраивают наблюдательные скважины. Скважины располагаются также во всех местах изменения профиля и плана трассы дренажа. Скважины выполняются из таких же полимерных труб, что и трубопровод, но без дренажных отверстий. Фасонные детали к дренажным трубам состоят из соединительных муфт, тройников к наблюдательным скважинам и отводов, применяемых при повороте трассы дренажа. Муфты предназначены для соединения элементов труб в трубопровод. Вместо муфтового соединения элементов труб могут применяться трубы с раструбом или же полимерные трубы соединяются в полевых условиях в единый трубопровод с помощью сварки. Наблюдательная скважина соединяется с трубопроводом тройником. Труба наблюдательной скважины должна иметь по всему сечению свободное отверстие входа в дренажную трубу. Длина наблюдательной скважины принимается такой, чтобы верх её из условия сохранности располагался на 0,2-0,25м ниже дневной поверхности грунта над дренажной. Наблюдательная скважина сверху закрывается крышкой. На рис. показан пример конструкций фасонных деталей.

Труба и фасонные детали к ним изготавливаются из термопластов: полиэтилена низкого и высокого давления (ПНД и ПВД), непластифицированного поливинилхлорида (НПВХ) и полипропилена (ПЛ).

Диаметр дренажного трубопровода определяется в зависимости от расчетного расхода воды в конце участка дренажа:
(84)
где Q_np - предельный расход воды, пропускаемый трубой данного диаметра при заданном уклоне;

Q_P- расчетный расход притока воды к дренажу в низовом его сечении. Q_р = Q_д.
(85)
где w_Т- площадь трубы;

V - скорость движения воды .

Труба из ПНД, d=150мм, толщина стенки 3,9 мм., внутренний диаметр

мм, уклон трубы 0,005,


м



м/с






2.4.8 Проектирование дренажного фильтра и отверстий трубопровода

Вокруг дренажного трубопровода устраивается фильтр. Конструкция фильтра проектируется из условий недопущения вываливания и выноса мелких частиц по границам фильтра с грунтом и дренажной трубой, приводящих к засорению дренажа. В качестве материала фильтра используют щебень, гравий, а также крупно или среднезернистый песок. Допускается в качестве фильтра применять продукты очистки старого щебеночного балласта. При применении щебня или гравия в качестве дренирующего заполнителя вокруг трубы их устраивают в обойме из геотекстиля.

Геотекстиль в конструкции дренажного фильтра применяется как нетканый, так и тканый. При применении в качестве засыпки траншеи песком и песчано-гравийной смесью допускается применение по прочностным показателям геотекстиля 2 класса прочности по Международной классификации, а при щебне- 3 класса прочности.

Выбирается материал дренажного заполнителя; определяются размеры и количество отверстий в трубе из условий:

а) предотвращения вываливания частиц заполнителя в трубу е < сД₇₀, где е- ширина щели или диаметр круглого отверстия дренажной трубы е=1,2см;

Д₇₀- диаметр частиц дренажного заполнителя, меньше которого соответственно 70% частиц по весу Д₇₀=0,5см;

С-2,5- при круглых отверстиях.
е=1,2 < сД₇₀=2,5*0,5=1,25см,
б) предотвращения выноса (суффозии) частиц заполнителя в трубу:
(86)
где V_доп - допускаемая скорость втекания воды в отверстия дренажной трубы, м/сек;

- коэффициент фильтрации дренажного заполнителя, м/сек.: .

Количество отверстий в трубе М на 1 пог. м,

Проверяем условия:
(87)
где q_п - полный расход воды на 1 пог.м. длины дренажа, м³/час;

М - число отверстий на 1 пог. М. трубы; F - площадь одного отверстия, м²;

Выпуск дренажа устраивают таким образом, чтобы обеспечить достаточную скорость вытекания воды и невозможность ее замерзания и наледообразования в концевой части дренажа.