Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Топ:
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Интересное:
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
2019-08-04 | 238 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Кафедра гидравлики
Курсовая работа
Осушение строительного котлована
Выполнил: студент гр.197
Николаева А.О.
Проверил
Сухов С.М.
Н.Новгород-2005
Содержание
Цель работы…………………………………………………………….…..3
Исходные данные……………………………………………………….….4
1. Выбор способа водопонижения………………………………….…5
2. Фильтрационный расчет……………………………………………6
2.1. Построение кривой депрессии……………………………………...6
2.2. Расчет притока воды в котлован…………………………………...7
3. Расчет водосборной системы………………………………….……7
3.1. Конструирование водосбора внутри котлована……………..……7
3.2. Выбор конструкции зумпфа……………………………………….14
4. Подбор насосной установки………………………………………14
4.1. Расчет системы всасывающей и напорной сети…..…………….14
4.2. Подбор марки насоса……………………………….…………..…17
5. Расчет ливневого коллектора……………………………………..18
Список использованных источников …………………………………..20
Цель работы
Технология строительного производства на вновь строящихся или реконструируемых объектах при выполнении земляных, подготовке оснований и монтаже фундаментов в определенных гидрогеологических условиях следует предусматривать производство работ по искусственному понижению уровня грунтовых вод (УГВ).
Этот комплекс вспомогательных работ должен исключать нарушение природных свойств грунтов в основаниях возводимых сооружений и обеспечивать устойчивость откосов устраиваемых в земляной выемке.
В соответствии с индивидуальным заданием необходимо выполнить гидравлический расчет осушения строительного котлована для схемы указанной на рисунке 1.
|
Исходные данные
Таблица 1
Характеристики строительного объекта | Материалы инженерно-геологических изысканий | ||||||
Отметка верха строительного котлована | Глубина строительного котлована | Размеры котлована по дну | Грунты | Отметки | |||
Zв, м | Нк, м | Ширина В, м | Длина L, м | Водопро-ницаемый | Водоупор | Грунтовых вод Zг,м | Водоупора Zву,м |
3,00 | 5,0 | 30 | 75 | Песок ср. и мелк.зерн. | Глина | 2,0 | -5,0 |
Выбор способа водопонижения
В соответствии с пунктом 2.1 СНиПа на вновь строящихся и реконструируемых объектах следует предусматривать производство работ по искусственному понижению уровня грунтовых вод (УГВ).
Согласно таблице 41.4[11] в зависимости от притока подземных вод и вида грунта осушение котлована может быть осуществлено с применением открытого водоотлива, легких иглофильтровых установок (ЛИУ), буровых скважин с насосами, дренажных систем и др. Рассмотрим некоторые из них.
Открытый водоотлив
Применяется при разработке неглубоких котлованов и незначительном притоке подземных вод в водонасыщенных скальных, обломочных или галечных грунтах. При открытом водоотливе широко применяются центробежные насосы. Открытый водоотлив организуют следующим способом. По периметру котлована устраивают дренажные канавки с уклоном 0,001…0,002 в сторону 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 уровня грунтовой воды.
Легкие иглофильтровые установки (ЛИУ)
Используют для глубинного водопонижения грунтовых вод на глубину 4-5м в песчаных грунтах. При этом способе водопонижения иглофильтры располагают по периметру котлована обычно с шагом 0,8…1,5м. Откачку воды из иглофильтров производят с помощью вихревого насоса через всасывающий коллектор. При этом вокруг каждого иглофильтра образуются депрессионные воронки, которые, соединяясь, и приводят к понижению уровня грунтовых вод в будущем котловане или траншее.
|
Для понижения УГВ свыше 5м применяют многоярусные легкие иглофильтровые установки, которые требуют, как правило, расширения котлована и увеличения земляных работ.
Понижение УГВ эжекторными иглофильтрами
Для водопонижения в грунтах с большим коэффициентом фильтрации и при близком залегании водоупора от разрабатываемой выемки используют эжекторные установки ЭИ-2,5; ЭИ-4 и ЭИ-6, состоящие из иглофильтров с эжекторными водоподъемниками, распределительного коллектора и центробежных насосов. Эжекторные установки позволяют понижать уровень грунтовых вод до 25м.
Фильтрационный расчет
Построение кривой депрессии
По отношению к воде горные породы можно разделить на две основные группы:
водопроницаемые и водоупорные. Водопроницаемые горные породы быстро поглощают воду и легко её транспортируют. В зернистых породах – галечниках, гравии и песках – вода движется по промежуткам между частицами а в массивных скальных и полускальных породах по трещинам или карстовым породам. Водоупорные горные породы практически не проводят через себя воду, так как водопроницаемость равна нулю. К ним относятся глины, тяжелые суглинки, разложившийся уплотненный торф. Водопроницаемость – это способность горных пород пропускать через себя воду. Величина водопроницаемости зависит от размеров пустот, диаметра пор и степени трещиноватости. Мера водопроницаемости – коэффициент фильтрации Кф, который равен скорости фильтрации при гидравлическом уклоне. Фильтрация – это движение жидкости в пористой среде.
Скорость фильтрации при установившемся движении определяется по зависимости Дарси.
V= Кф*i м/с, (1)
где i- гидравлический уклон
Расход фильтрующей жидкости определяется по зависимости:
Q=w* Кф*i м3/с, (2)
где w- площадь живого сечения потока.
В случае широкого фильтрационного потока расчет ведут на единицу его длины и называют удельным расходом:
|
q=Q/L= Кф*i*h м2/с, (3)
где h-глубина равномерного движения грунтовых вод.
1.Глубина строительного котлована
Нк=5,0 м
2. Вычисляем радиус влияния. Радиус влияния зависит от рода грунта и его можно определить по зависимости, определяемой формулой Кусакина И.П.[4,9]:
R=3000S(Кф0,5) (4)
где S - глубина водоносного слоя,
S=Zгв-Zд, (5)
где Zд=-2,0 м - отметка дна котлована,
Кф=0,00011574 м/с - коэффициент фильтрации грунта,
S=2-(-2)=4 м
R=3000*4*(0.000115740,5)=129,1 м
3. Кривая депрессии АВ – линия свободной поверхности грунтовых вод.
Для построения линии АВ:
а) Определяем вспомогательную величину h:
h=mHк2/R (6)
где m=3 – заложение откоса строительного котлована, задается в зависимости
от грунта;
Нк – глубина строительного котлована;
R – радиус влияния.
h=3*5 2/129,1=0,581
б) Определяем высоту зоны высачивания по формуле
hвыс=h(1-0,3(T/Hк)1/3 (7)
где Т=Zд-Zву=3,0 м - расстояние между дном котлована и водоупором
hвыс= 0,581*(1-0,3*(3,0/5)1/3)=0,434 м
в) Определяем форму кривой депрессии АВ для сориентированного по координатным осям чертежа
y2= H12- x *(H12-H22)/(R-mhвыс) (8)
где H1 =7м– расстояние между УГВ и уровнем водоупора
Н2 – расстояние между точкой высачивания и уровнем водоупора
Н2 =Т+ hвыс=3+0,434=3,434м
y2=(7)2- x * ((7)2-(3,434)2)/(129,1-3*0,434)=49-0,29x
Расчет сводим в таблицу 2
Таблица 2
x | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | 110 | 120 | 127,798 |
y | 7 | 6,79 | 6,57 | 6,35 | 6,12 | 5,87 | 5,62 | 5,36 | 5,08 | 4,79 | 4,47 | 4,13 | 3,77 | 3,434 |
По результатам вычислений строим кривую депрессии (рис.2)
Расчет водосборной системы
Назначение системы: собрать фильтрат и отвести в зумпф, оттуда затем откачать с помощью насоса.
Конструируем открытый водоотлив лотковой конструкции
Выбор конструкции зумпфа
Местоположение выбирается таким образом, чтобы водоотводящие каналы выполняли свои функции. Рекомендуется:
а) заглублять ниже самого низкого уровня воды в нем на 0,7 м, чтобы всасывающий всегда находился под водой и в него не попадали воздух и грунт со дна;
б) запроектировать в виде либо деревянного квадратного колодца а*а и глубиной h, либо в виде круглого колодца из стандартной фальцевой железобетонной трубы диаметром d;
|
в) вместимость зумпфа принимается больше чем Q притока за 5 минут
Wзум=Qпрt (20)
Wзум=0,021228*300=6,3684 м3
Я тебя люблю Принимаем высоту зумпфа hзп=2 м
a= м
Принимаем зумпф квадратного сечения с размерами a=1,8м; a=1,8м; и высотой h=2м, объём которого Wзп=6,48 м3
t=305 c
4.Подбор 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. По СНиПу обязательно назначается на 1ё2 рабочих насоса 1 резервный;
3.Подача насоса должна быть больше притока воды Qнас>1,5 Qпр;
4. Напор насоса должен обеспечивать перекачку воды, т.е. Ннас> Нрасч;
5. При выборе погружного насоса ГНОМ необходимо учитывать его размеры.
Всасывающая линия
Всасывающую линию рассчитываем как короткую трубу, т.е. учитываем и местные, и линейные потери. Потери напора в местных сопротивлениях вычисляются по формуле Вейсбаха:
(25)
где xj – коэффициент потерь в местных сопротивлениях:
для сетки с клапаном xcкл=10;
для плавного поворота на 900 xпов=0,55;
h j cкл= 0,3978 м;
h j пов=0,02188 м;
м.
Линейные потери определяются как сумма линейных потерь в горизонтальной и вертикальной части всасывающей линии по формуле Дарси-Вейсбаха:
а) рассчитывается отдельно для вертикального участка
где - lв = hнаc - длина вертикального участка, определяется из геометрии расчетной схемы
lв =Hk+(B+L)i+0,7+0,5=6,725 м
б) рассчитывается отдельно для горизонтального участка:
где - lг – определяется из геометрии расчетной схемы (длина наклонного участка и расстояние от бровки до оси насоса, и половина ширины зумпфа на запас)
lг=15+0,5+0,5*1,8=16,4 м
м
Сумма всех потерь на всасывающей линии hf:
hf=hj+hl=0,175+0,42=0,595 м
Строится напорная Е-Е и пьезометрическая р-р линии (рис.5).
4.2 Подбор марки насоса
Насос назначается из трех характеристик:
- производительность Qнас
- напор Н
- вакуум Нвак
Qнас=1,5 Qпр=1,5×0,021288=0,0311 м3/с =112 м3/час;
Н= Нман+ ;
Нман=hlнап+Hсв
Нман=1,516+5=6,516 м;
=6,725 м;
H=6,516+6,725=13,241 м.
Фактический вакуум определяется с помощью уравнения Бернулли:
(26)
Для плоскости сравнения 0-0 и выбранных сечений I-I и II-II будем иметь:
=0;
;
;
;
;
;
.
Уравнение преобразуется в следующий вид:
где hf= 0,595 м;
=6,725 м;
Характеристики насоса 6К-12:
- подача Q =160 м3/час;
- напор H=20,1 м;
- вакуум Hвак=7,9 м;
- мощность двигателя N=28 кВт.
|
5Расчет ливневого коллектора
Назначение ливневого коллектора: ливневой коллектор служит для транспортировки отводящихся вод в очистные сооружения.
Ливневые коллекторы выполняются в виде каналов замкнутого поперечного профиля.
Гидравлический расчет в условиях безнапорного равномерного движения выполняется по формуле Шези:
Формула расхода:
При расчёте канализационного коллектора используется метод расчёта по модулю расхода[12], для этого необходимо определить расходы и скорости для различных степеней наполнения коллектора а=h/d, как некоторой части от расхода и скорости, соответствующей его полному наполнению.
(27)
(28)
где - В и А коэффициенты зависящие от формы поперечного профиля и степени наполнения канала(a), определяются по графику «Рыбка» [1];
- Wп и Kп модули скорости и расхода при полном наполнении коллектора [1,5]
- Q – подача насоса.
Расчет выполняется с учетом некоторых замечаний:
- в практике строительного производства обычно принимают степень наполнения равную а=0,5-0,7;
- коэффициент шероховатости канализационных труб n принимают равным n=0,011-0,014, принимаем n=0,013;
- уклон коллектора принимается в пределах i=0,001-0,005.
1. С графика «Рыбка» [1] снимается значение А для заданной степени наполнения а=0,6
А=0,6
2. Определяется модуль расхода :
где i=0,005.
м3/с
3.Из таблицы [1] подбираются по высчитанному модулю расхода Кп и коэффициенту шероховатости n=0,013 ближайший диаметр d=300мм и соответствующие табличные данные КТ=0,971м3/с и WnТ=13,75м/с.
4.Уточняется истинное значение наполнения коллектора, соответствующее принятым модулю расхода и модулю скорости:
5.По графику «Рыбка» для вычисленного значения А=0,65 определяется степень наполнения аф=0,57, этому наполнению соответствует В=1,07
6.Глубина равномерного движения находится из формулы:
;
;
.
7. Скорость движения определяется по формуле:
;
м/с.
|
Кафедра гидравлики
Курсовая работа
Осушение строительного котлована
Выполнил: студент гр.197
Николаева А.О.
Проверил
Сухов С.М.
Н.Новгород-2005
Содержание
Цель работы…………………………………………………………….…..3
Исходные данные……………………………………………………….….4
1. Выбор способа водопонижения………………………………….…5
2. Фильтрационный расчет……………………………………………6
2.1. Построение кривой депрессии……………………………………...6
2.2. Расчет притока воды в котлован…………………………………...7
3. Расчет водосборной системы………………………………….……7
3.1. Конструирование водосбора внутри котлована……………..……7
3.2. Выбор конструкции зумпфа……………………………………….14
4. Подбор насосной установки………………………………………14
4.1. Расчет системы всасывающей и напорной сети…..…………….14
4.2. Подбор марки насоса……………………………….…………..…17
5. Расчет ливневого коллектора……………………………………..18
Список использованных источников …………………………………..20
Цель работы
Технология строительного производства на вновь строящихся или реконструируемых объектах при выполнении земляных, подготовке оснований и монтаже фундаментов в определенных гидрогеологических условиях следует предусматривать производство работ по искусственному понижению уровня грунтовых вод (УГВ).
Этот комплекс вспомогательных работ должен исключать нарушение природных свойств грунтов в основаниях возводимых сооружений и обеспечивать устойчивость откосов устраиваемых в земляной выемке.
В соответствии с индивидуальным заданием необходимо выполнить гидравлический расчет осушения строительного котлована для схемы указанной на рисунке 1.
Исходные данные
Таблица 1
Характеристики строительного объекта | Материалы инженерно-геологических изысканий | ||||||
Отметка верха строительного котлована | Глубина строительного котлована | Размеры котлована по дну | Грунты | Отметки | |||
Zв, м | Нк, м | Ширина В, м | Длина L, м | Водопро-ницаемый | Водоупор | Грунтовых вод Zг,м | Водоупора Zву,м |
3,00 | 5,0 | 30 | 75 | Песок ср. и мелк.зерн. | Глина | 2,0 | -5,0 |
Выбор способа водопонижения
В соответствии с пунктом 2.1 СНиПа на вновь строящихся и реконструируемых объектах следует предусматривать производство работ по искусственному понижению уровня грунтовых вод (УГВ).
Согласно таблице 41.4[11] в зависимости от притока подземных вод и вида грунта осушение котлована может быть осуществлено с применением открытого водоотлива, легких иглофильтровых установок (ЛИУ), буровых скважин с насосами, дренажных систем и др. Рассмотрим некоторые из них.
Открытый водоотлив
Применяется при разработке неглубоких котлованов и незначительном притоке подземных вод в водонасыщенных скальных, обломочных или галечных грунтах. При открытом водоотливе широко применяются центробежные насосы. Открытый водоотлив организуют следующим способом. По периметру котлована устраивают дренажные канавки с уклоном 0,001…0,002 в сторону 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 уровня грунтовой воды.
|
|
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!