Гидравлика и гидрогеология транспортных сооружений
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Транспортное строительство
Издательство:
Инфра-Инженерия
Год издания: 2022
Кол-во страниц: 108
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-9729-0813-4
Артикул: 788577.02.99
Рассматриваются вопросы определения притока подземных вод, гидрогеологические расчеты горизонтальных и вертикальных дренажей. В приложении к учебному пособию приведены задания на расчетно-графические работы с алгоритмами решений, также примеры гидрогеологических фильтрационных расчетов. Для студентов, обучающихся по профилю «Строительство автомобильных дорог». Может быть полезно для инженеров-строителей, инженеров-проектировщиков.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 08.03.01: Строительство
- ВО - Специалитет
- 08.05.02: Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
. . , . . - , 08.03.01 «» («») «-» 2022
625.7/.8(075.8) 30.123+26.35 59 : . . , (. ) . . ; . . , (. -) . . , . . 59 : - / . . , . . . – ; : -- , 2022. – 108 . : ., . ISBN 978-5-9729-0813-4 , - . -- , - . , «». -, -- . 625.7/.8(075.8) 30.123+26.35 ISBN 978-5-9729-0813-4 © . . , . . , 2022 © «-», 2022 © . «-», 2022
ПРЕДИСЛОВИЕ На любой застроенной территории в результате воздействия множества факторов, таких как экранирование поверхности ос- нований асфальтированием и бетонированием дорог и площа- док, аварийное замачивание грунтов оснований и инфильтрация поверхностных вод в основание, затопление котлованов поверх- ностными водами и т.д., происходит повышение уровня подзем- ных вод (УПВ). Общеизвестно, что подземные воды всегда ока- зывают отрицательное воздействие на строительство и эксплуа- тацию объектов. При наличии высокого уровня подземных вод большая вероятность затопления подвальных помещений. Кро-ме того, грунты ниже этого уровня, находясь во взвешенном со- стоянии, обладают низкими значениями прочностных характе- ристик и повышенными показателями деформационных харак- теристик. Тем самым ранее построенные и вновь возводимые объекты могут получить сверхнормативные деформации. В свя- зи с этим проблема понижения уровня подземных вод является основной геотехнической задачей при проектировании зданий и сооружений, а также разработке проекта производства работ и технологических карт. Технология осушения застраиваемых территорий должна быть тщательно проработана до начала производства работ нулевого цикла. Следует отметить, что при неквалифициро- ванном подходе к этой проблеме возникает большая вероят- ность получения неравномерных деформаций ранее постро- енных зданий, в том числе даже далеко удаленных от места понижения УПВ. В настоящем издании разработаны теоретические основы строительного понижения. Особое значение в понижении УПВ играют гидрогеологические расчеты расходов фильтрационных потоков в однородных и неоднородных пластах с определением дебетов водопонизительных систем и фильтрационных сопро- тивлений. Учебное пособие состоит из четырех глав. Каждая после- дующая глава является логическим продолжением предыдущей.
В первой главе рассмотрены три типа дренажей: комбини- рованные, горизонтальные, вертикальные. Приведены возмож- ные схемы с указанием материалов, сечений, а также областей применения. Во второй главе рассмотрены приток подземных вод к во- допонизительным устройствами, расход фильтрационного пото- ка, дебит водопонизительных систем, а также формулы и схемы к определению фильтрационного сопротивления. Приведены примеры расчета притока подземных вод к водопонизительному устройству свай. В третьей главе приведены гидрологические расчеты гори- зонтальных дренажей совершенного и несовершенного типов. В четвертой главе приведены гидрогеологические расчеты вертикальных дренажей. В приложении приводятся задания для гидрогеологических расчетов и алгоритмы их выполнения.
1. ДРЕНАЖ И СТРОИТЕЛЬНОЕ ВОДОПОНИЖЕНИЕ На любой застроенной территории происходит подъем уровня подземных вод. Это связано со значительным уменьше- нием испарений вследствие устройства горизонтальных экранов при асфальтировании и бетонировании поверхностей основа- ний, а также при аварийных замачиваниях грунтов. Известно, что подземные воды всегда оказывают негатив- ное воздействие на строительство и эксплуатацию зданий и со- оружений [1]. Осушение той или иной территории достигается методом искусственного понижения уровня подземных вод. Понижение может производиться непрерывно в течение длительного време- ни или в течение кратковременного периода на период произ- водства работ нулевого цикла [3]. В зависимости от используемых технологий понижения ис- пользуются горизонтальный, вертикальный, комбинированный, пластовый виды дренажа. Различают горизонтальные и вертикальные дренажи совер- шенного и несовершенного типов. Дрены совершенного типа полностью прорезают водоносный пласт и доходят до кровли водоупора. Несовершенные дренажи лишь частично проходят осушаемую толщу, не доходя до водоупора. 1.1. Горизонтальные дренажи Горизонтальные дренажи могут быть представлены откры- тыми и закрытыми типами. В качестве открытых дренажей при- меняются канавы и лотки (рис. 1.1) Рис. 1.1. Индивидуальная система водопонижения: открытый водоотлив при разработке котлованов
Горизонтальные дренажи закрытого типа ‒ это беструбные траншеи со сплошным фильтрующим заполнением поперечного сечения (щебнем, камнем и т.д.), трубчатые (керамические, ас- бестоцементные, бетонные, железобетонные, пластиковые, гоф- рированные), галереи и штольни [2] (рис. 1.2 и 1.3). Рис. 1.2. Поперечные сечения беструбных дренажей: – каменно-щебеночный; – хворостяной; 1 – дерн корнями вниз; 2 – уплот- ненная глина; 3 – дерн корнями вверх; 4 ‒ местный песчаный грунт; 5 – ще- бень; 6 – каменная кладка; 7 – глинобетонная подушка; 8 – засыпка местным грунтом; 9 – хворост Рис. 1.3. Поперечные сечения трубчатых дренажей: – трубчатый совершенного типа; – трубчатый несовершенного типа; 1 – щебень; 2 – песок средней крупности; 3 – дренажная труба; 4 – водоупор Дренажные галереи (рис. 1.4) проектируются, как правило, высотой не менее 1,6 м. Высота определяется условиями про-
ходки галереи. Дренажные галереи подразделяются на проход- ные (>1,3 м) и полупроходные (<1,3 м). Рис. 1.4. Дренажная галерея: – обделка из бетона и монолитного железобетона; – обделка из отдельных блоков; – обделка из сборных железобетонных элементов; 1 ‒ обделка; 2 – дре- нажная засыпка; 3 – отверстия для выпуска воды; 4 – водоотводный бетонный лоток Систематический дренаж (рис. 1.5) горизонтального типа представляет собой систему горизонтальных трубчатых или беструбных дрен, расположенных параллельно друг другу. Сис-
тема подсоединяется непосредственно к магистральному кол- лектору или ливневой канализации. Систематический дренаж применяется: – при питании осушаемого пласта за счет инфильтрации по- верхностных вод; – при неглубоком залегании зеркала подземных вод и не- большой площади водоносного пласта; – при необходимости осуществления небольшого уровня подземных вод. Водоупор Рис. 1.5. Систематический дренаж горизонтального типа: – уровень подземных вод; – пониженный уровень подземных вод; WL – уровень подземных вод Пластовые дренажи широко используются в практике по- нижения уровня подземных вод. Они, как правило, применяются для эксплуатируемых зданий и сооружений и осуществляются одновременно с проведением работ по водопонижению. Идея пластового дренажа заключается в запрещении попада- ния подземных вод в подвальные помещения защищаемых соору- жений сквозь фильтрующую рубашку, устраиваемую под ними. Эта рубашка предохраняет сооружения не только от гравитацион- ной, но и от капиллярной воды. Пластовые дренажи применяются для водоносных пластов с низкими значениями проникающей спо- собности (ф – коэффициент фильтрации). При отрытии котлована под будущие сооружения в основание, а также по периметру за стенами укладывается дренирующий слой
из крупнозернистого песка или щебня. По внутренним или наруж- ным контурам в подстилающем слое пластового дренажа монти- руются дренажные трубы с уклоном в сторону водоприемника. В настоящее время используют- ся трубы с фильтрующим покрыти- ем из геоткани или кокосовых воло- кон для защиты дренажа от заилива- ния, в том числе снизу (рис. 1.6). На откосах котлованов, карье- ров, на природных скалах и в осно- вании грунтовых отвалов устраива- ются пластовые дренажи (рис. 1.7). Рис. 1.7. Пластовые дренажи: ‒ под загубленным сооружением; – на откосе; 1 уровень подземных вод; 2 – защищаемое заглубленное сооружение; 3 – пристенный дренаж; 4 – песчаный слой; 5 – защитное покрытие щебеночного слоя; 6 – песчано-гравийный или щебеночный слой; 7 – труба; 8 – щебеночная обсыпка Рис. 1.6. Дренажные гофрированные трубы в бухте
Линейная головная система для защиты территорий и со- оружений от фильтрационного потока со стороны водораздела (рис. 1.8) устраивается: – в наклонных водоносных слоях; – при возможности применения трубчатого или галерейного дренажа с расположением на водоупоре (совершенный горизон- тальный дренаж); – при отметке уровня воды в водоеме ниже требуемого уровня подземных вод (ПВ). Рис. 1.8. Линейная головная система для защиты территорий и сооружения от фильтрационного потока со стороны водораздела: – непониженный уровень подземных вод; – пониженный уровень подзем- ных вод; 1 – ось линейного горизонтального дренажа; 2 – защищаемое соору- жение; 3 – дренаж; 4 – водоем Работа берегового дренажа горизонтального типа (рис. 1.9) незначительно отличается от дренажа головного типа. Рассмат- риваемая система предназначена как для перехвата подземных вод, так и для приема фильтрующей со стороны реки или водо- ема воды [4].