Разработка и научное обоснование новых конструктивных схем закрытого дренажа фундаментов зданий и сооружений
Анализ существующих схем, типов и конструкций дренажа. Описание методики проведения фильтрационных исследований методом электрогидродинамических аналогий. Основные конструктивные элементы, особенности их выполнение и работа предлагаемого дренажа.
| Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.01.2019 |
| Размер файла | 566,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФГБОУ ВПО «НГМА»
Разработка и научное обоснование новых конструктивных схем закрытого дренажа фундаментов зданий и сооружений
А.В. Ищенко, П.В. Петров
Аннотация
В статье приведен анализ существующих схем, типов и конструкций дренажа. Приводится методика проведения фильтрационных исследований методом электрогидродинамических аналогий. Рассмотрены конструктивные элементы, их выполнение и работа предлагаемого дренажа. Приведены расчеты параметров дренажа, определено, исходя из обеспечения сухой работы подземного этажа здания, где предусматривается, например, подземная стоянка транспорта в условиях высокого стояния уровня грунтовых вод.
Ключевые слова: горизонтальный дренаж, кольцевой дренаж, пластовый дренаж, комбинированный дренаж, вертикальные собиратели.
Annotation
Analysis of scientific and technical literature on existing schemes, types and constructions of drainage are given in the article. Methods of carrying out filtrations studies by the way of electro-dynamic research are presented. Constructive elements, their making and operation of the proposed drainage are considered. Calculations of drainage parameters determined on the basis of providing dry work for ground floor of the building where, for instance, underground transport parking is foreseen under conditions of high groundwater level are given.
Keywords: horizontal drainage, annular drainage, layer drainage, combined drainage, vertical collectors.
По заданию ОАО Институт «Ростовский ПромстройНИИПроект» Международного Конгрессного Центра (МКЦ) в г. Ростов-на-Дону учеными ФГБОУ ВПО «НГМА» было выполнено обоснование конструкции защитного дренажа подземного этажа здания, где была предусмотрена подземная стоянка транспорта.
Дренажная система подвального этажа МКЦ находится в условиях значительного заглубления подвала (днище подвала заглублено на 8,0-10,0 м) и высокого стояния грунтовых вод (глубина грунтовых вод относительно днища подвала изменяется от 3,80 до 6,90 м).
В настоящее время здание МКЦ находится в заключительной стадии строительства (рисунок 1). Оно расположено в центральной части города Ростов-на-Дону в восточной части квартала, ограниченного с севера ул. Суворова, с юга - ул. Б. Садовая, с востока - пер. Крепостной, с запада примыкает к существующему зданию гостиницы «Интурист», с юга здание МКЦ примыкает к памятнику архитектуры и истории федерального значения (бывший дом Мартыновых), который в настоящее время также реставрируется.
Рисунок 1. Здание Международного Конгрессного Центра: слева - недостроенное здание; справа - находящийся на реставрации музей-памятник архитектуры
Задачей исследований плановых схем фильтрации дренажа явилось определение основных характеристик фильтрационного потока: величины расхода и активной зоны дренажа.
Известно, что наиболее эффективным дренажом зданий и подземных гаражей является комбинированный дренаж, представляющий собой сочетания всех известных традиционных конструкций дренажей.
По результатам фильтрационных исследований, выполненных методом ЭГДА, установлено, что для модели с комбинированным кольцевым дренажем ширина активной зоны фильтрации, суммарный расход и понижение УГВ для одних и тех же параметров подвала здания максимальные.
Для обоснования конструкции защитного дренажа были выполнены фильтрационные расчеты для различных вариантов дренажа, в том числе и схемы комбинированного дренажа. Также были изучены две конструкции комбинированного дренажа, совмещенного с пластовым дренажем (рисунок 2).
фильтрационный электрогидродинамический дренаж
Рисунок 2. Конструкции комбинированного дренажа: I вариант: 1 - горизонтальный кольцевой дренаж с трубчатой дреной диаметром 200 мм и гравийной обсыпкой 500Ч500 мм, обернутой геотекстилем; 2 - вертикальные собиратели грунтовых вод из перфорированных пластмассовых труб диаметром 100 мм через 1,4 м, обернутых геотекстилем; 3 - пластовый дренаж под днищем подвала с фильтрующей обсыпкой из щебня толщиной 200-500 мм; 4 - приямок для приема дренажных вод; 5 - засыпка крупнозернистым песком Кф ? 5 м/сут.; 6, 7 - гидроизоляция стен и днища подвала из двух слоев стеклорубероида; 8 - сваи; 9 - шпунтовая стенка; II вариант: 2 - сплошная перегородка, прикрепленная к шпунтовой стенке; 3 - дренажной слой из стекломатов толщиной 50 мм
На рисунке 2 представлен I вариант комбинированного защитного дренажа, включающего кольцевой горизонтальный дренаж с вертикальными собирателями, совмещенный с пластовым дренажем под фундаментной плитой, и II вариант, дополнительно включающий дренажный слой из стекломатов.
Более подробно рассмотрим I вариант комбинированного дренажа, который состоит из горизонтального кольцевого дренажа, вертикальных собирателей грунтовых вод и пластового дренажа под днищем подвала.
К горизонтальным дренам через расстояние 1,4 м подсоединяются вертикальные перфорированные пластмассовые трубы диаметром 100 мм, обернутые защитно-фильтрующим материалом, которые служат для свободного отвода грунтовых вод сверху вниз к горизонтальным дренам.
Высота труб вертикальных собирателей принимается из расчета их работы при высоком стоянии УГВ в пределах 6,0-8,5 м.
Особенность расчета комбинированного дренажа заключается в дополнительном притоке грунтовых вод в вертикальные собиратели, которые можно считать совершенными скважинами с односторонним притоком.
С учетом вышеизложенного односторонний приток грунтовых вод к вертикальному собирателю можно найти по формуле:
(1)
где - приведенный коэффициент фильтрации грунтов основания м/сут.;
- напор грунтовых вод;
- глубина воды в собирателе;
- радиус влияния дренажа;
- радиус трубы собирателя.
Тогда суммарный приток грунтовых вод к комбинированному дренажу, совмещенному с пластовым дренажем, будет равен:
(2)
Было изучено влияние вертикальных собирателей грунтовых вод на приток грунтовых вод к комбинированному дренажу, которое проводилось на фрагментах плановых моделей с расположением вертикальных собирателей через 1,4; 2,8; 4,2 м. Установлено, что за счет применения вертикальных собирателей эффективность работы комбинированного дренажа повышается более чем на 30 %.
Сравнивая расчетный дренажный расход с расходом, полученным методом ЭГДА, и с данными натурных наблюдений с уже действующего дренажа подвала МКЦ, установлено, что расход притока грунтовых вод находится в пределах 340-415 м3/сут. (или 4,0-4,8 л/с). При этом вертикальные собиратели устраиваются через 2,8 м.
Для эффективности работы дренажа важно плановое размещение дренажа и схема отвода дренажных вод (рисунок 3). При более частом расположении собирателей (с общим количеством 250) расход в дренажную систему увеличится до 559,21 м3/сут. или до 6,5 л/с.
На строящемся комплексе при проведении натурных обследований объекта установлено, что дренаж работает, водосборный колодец (рисунок 4) заполняется дренажной водой, и она периодически откачивается в городскую ливневую канализацию.
Для повышения эффективности работы дренажа нами предлагается к построенной дренажной системе применить принудительную откачку воды из вертикальных собирателей 2 насосом 10 (рисунок 5).
Применение принудительной откачки обеспечит быстрый отвод воды и понижение в нужный момент депрессионной кривой в период высокого стояния уровня грунтовых вод.
Рисунок 3. Схема устройства дренажа подвального этажа: 1 - комбинированный дренаж (горизонтальные дренажные трубы с вертикальными собирателями через 1,4 м); 2 - горизонтальный дренаж; 3 - сплошной пластовый дренаж под днищем подвала; 4 - смотровые дренажные колодцы; 5 - основной водосборный колодец; 6 - резервный водосборный колодец; 7 - насос перекачки; 8 - резервный насос; 9 - ливневая канализация
Рисунок 4. Основной водосборный дренажный колодец
Рисунок 5. Конструкция комбинированного дренажа, совмещенного с пластовым дренажем с принудительной откачкой воды из вертикальных собирателей: 1 - горизонтальный кольцевой дренаж; 2 - вертикальные собиратели; 3 - пластовый дренаж; 4 - приямок; 5 - стеклорубероид; 6 - стена; 7 - днище подвала; 8 - сваи; 9 - шпунтовая стенка; 10 - насос
Наблюдения за работой дренажа продолжаются. В начале весны в пределах строящегося здания были проведены отборы проб грунта, проводится их обработка, также будут продолжены наблюдения за дренажным расходом путем замеров наполнения и откачки воды из водосборного дренажного колодца.
Выводы
На основании натурных исследований, в условиях подпора грунтовыми водами предложены следующие технические решения:
- для защиты подвального этажа здания от подтопления грунтовыми водами внедрена конструкция комбинированного дренажа, включающего кольцевой горизонтальный дренаж и вертикальные собиратели грунтовых вод, совмещенного с пластовым дренажем;
- пластовый дренаж под днищем подвала устроен в виде сплошной фильтрующей постели из щебня размером 1-3 см с расчетным уклоном к горизонтальным кольцевым дренам ;
- схема планового размещения дренажа включает основной водосборный колодец и резервный колодец, откуда дренажные воды перекачиваются в ливневую канализацию.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Применение вертикального дренажа для автоматизации процесса управления водным режимом почв и его назначение. Осушительно-оросительные системы вертикального дренажа. Вертикальный дренаж как важный элемент технического прогресса в мелиорации Узбекистана.
реферат [23,2 K], добавлен 18.04.2011Основные виды мелиорации. Почвообразующие породы на Ловатской низменности. Культурно-технические работы на участках. Типы водного питания. Методы и способы осушения. Строительство закрытого дренажа. Трансформация угодий, планировка строительства загонов.
курсовая работа [45,7 K], добавлен 30.04.2015Природные условия района проектирования. Определение объема и модуля дренажного стока. Выбор параметров дренажа. Определение наименьшей допустимой глубины заложения дрен. Проектирование коллекторно–дренажной сети. Определение расчетных расходов.
курсовая работа [761,4 K], добавлен 20.04.2016Определение режима орошения с учетом состава всех культур севооборота и построение графика гидромодуля оросительной системы. Гидравлический расчет каналов оросительной системы. Расчет элементов горизонтального придамбового дренажа не совершенного типа.
курсовая работа [238,0 K], добавлен 30.03.2015Расчет структуры посевных площадей. Разработка схем севооборотов, их основание. Способы и приемы обработки почвы. Химические меры борьбы с сорняками. Схема чередования культур и их описание. Разработка систем обработки почв, их задачи и значение.
курсовая работа [37,9 K], добавлен 02.06.2009Анализ существующих способов и схем пастеризации молока. Выбор конкретной схемы, его критерии и факторы. Принцип работы установок для пастеризации. Технологический расчет и подбор оборудования. Показатели работы средств механизации животноводства.
контрольная работа [3,3 M], добавлен 10.01.2011Анализ существующих типов ботвоудалителей. Разработка машины для удаления ботвы картофеля на корню с горизонтально вращающимися рабочим органами: выбор редуктора, расчет шпоночного соединения и вала. Установление конструктивных параметров агрегата.
дипломная работа [254,8 K], добавлен 16.03.2010Обзор и анализ существующих способов и схем кормоцехов для свиней. Рацион кормления свиноматок и молодняка. Комплексная механизация приготовления смесей. Обзор и анализ существующих линий обработки сочных кормов. Структура кормовых рационов свиней.
курсовая работа [363,0 K], добавлен 20.05.2010Основные зоотехнические требования, предъявляемые к технологии машинного доения и обусловленные физиологией животного. Обзор и анализ существующих способов и схем доения, технологический и энергетический расчеты и подбор машин для организации работ.
курсовая работа [234,3 K], добавлен 20.05.2010Анализ вариантов и схем реализации управления линии раздачи кормов на свиноводческих фермах. Составление алгоритма и разработка структуры управления технологической линией. Принципиальная схема, щит автоматики и программа для автоматизации свиноводства.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 19.03.2011Критический анализ существующих схем реализации механизированной технологии водоснабжения и автопоения. Характеристика животноводческой фермы по производству молока поголовьем 672 коровы. Расчет и выбор оборудования для водоснабжения и автопоения.
курсовая работа [136,2 K], добавлен 01.04.2015Описание и технико-экономическое обоснование принятых конструкций проектируемого здания свинарника для холостых и супоросных маток. Расчёт вентиляции в зимний период. Описание наружной и внутренней отделки зданий. Расчёт площади навозохранилища.
курсовая работа [147,4 K], добавлен 13.02.2016Особенности проявления маститов у коров. Причины возникновения заболевания. Особенности терапии маститов и терапевтическая эффективность различных схем лечения острых катаральных маститов у коров. Экономическая эффективность новой схемы лечения.
контрольная работа [88,7 K], добавлен 26.09.2019Механизация водоснабжения для животноводческих предприятий. Обзор и анализ существующих способов и схем водоснабжения. Поверхностные (открытые) и подземные (закрытые) водоемы как источники водоснабжения. Технологический расчет, выбор водоподъемника.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 20.05.2010Характеристика почвенно-климатических условий озеленяемой территории. Обоснование выбора территории для местоположения питомника декоративных древесных растений. Подбор ассортимента растений, принятых к размножению. Разработка схем севооборотов.
курсовая работа [51,0 K], добавлен 14.01.2014Отличия защищенного грунта от открытого. Конструктивные особенности культивационных сооружений. Назначение овощеводства защищенного грунта и решаемые задачи. Классификация теплиц и их устройство. Состав и подготовка грунта. Система полива и увлажнения.
реферат [26,0 K], добавлен 07.12.2009Методические требования, предъявляемые к полевому опыту. Требования, предъявляемые к схеме однофакторного полевого (вегетационного) и многофакторного опыта. Основные элементы методики полевого опыта. Особенности закладки, проведения, оформления опыта.
контрольная работа [116,2 K], добавлен 20.06.2012Расчет структуры стада и разработка проекта откормочной фермы крупного рогатого скота на 300 голов. Обоснование и расчет кормовых площадок, основных и вспомогательных зданий и сооружений фермы. Условия содержания и расчет линий кормления и поения стада.
курсовая работа [132,9 K], добавлен 26.12.2011Обоснование системы содержания и структуры поголовья, выбор зданий и сооружений, расчет площадок для выгула животных, потребности в воде и кормах. Технологический расчет линии заготовки силоса: конструкторская разработка и экономические показатели.
курсовая работа [79,1 K], добавлен 11.09.2010Обзор и анализ существующих способов и схем для приготовления травяной витаминной муки. Технологический расчет и подбор машин для организации работ. Приготовление и хранение витаминной травяной муки. График работы оборудования установленных мощностей.
курсовая работа [71,9 K], добавлен 20.05.2010
