Конструирование открытого водоотлива
Конструирование открытого водоотлива как наиболее приемлемого для осушения строительного котлована под фундамент стандартного жилого здания с подвалом. Назначение водосборной системы и зумпфа. Определение притока воды в котлован, насосной установки.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.03.2012 |
| Размер файла | 101,5 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/
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра гидравлики
КУРСОВАЯ РАБОТА
ОТКРЫТЫЙ ВОДООТЛИВ
Выполнил
студент гр. ПГС 615/1
М.С. Грушин
Нижний Новгород 2008 г. Содержание
Введение
1. Исходные данные
2. Фильтрационный расчет
2.1 Построение кривой депрессии
2.2 Расчет притока воды в котлован
3. Расчет водосборной системы
3.1 Конструирование водосбора внутри котлована
3.2 Выбор конструкции зумпфа
4. Расчет насосной установки
4.1 Расчет всасывающей и напорной линий
5. Расчет ливневого коллектора
Введение
В соответствии с п. 2.1. СНиП 3.02.01-87 на вновь строящихся и реконструируемых объектах следует предусматривать производство работ по искусственному понижению уровня грунтовых вод. При подготовки оснований и монтаже фундаментов в определенных гидрогеологических условиях в зависимости от притока подземных вод и вида грунта осушение котлована может быть осуществлено разными способами: с применением открытого водоотлива, электроосмоса, легких иглофильтровых установок, буровых скважин с насосами, дренажных систем и др.
Этот комплекс работ должен исключать нарушения природных свойств грунтов в основании возводимых сооружений и обеспечивать устойчивость устраиваемой земляной выемки.
В данной работе будет рассмотрено конструирование открытого водоотлива, как наиболее приемлемого для осушения строительного котлована под фундамент стандартного жилого здания с подвалом.
1. Исходные данные
|
Характеристики строительного объекта |
Материалы инженерно-геологических изысканий |
|||||||
|
Отметка верха ст. котлована, zв , м |
Глубина ст. котлована, Hк , м |
Размеры котлована по дну |
Грунты |
Залегание под землей на глубину |
||||
|
Ширина, В , м |
Длина, L , м |
водопроницаемые |
водоупор |
грунтовых вод, hг.в м |
водоупора h в , м |
|||
|
39,0 |
5,0 |
70,0 |
90,0 |
суглинок, супесь |
глина |
2,4 |
6,5 |
2. Фильтрационный расчет
2.1 Построение кривой депрессии
Кривую дипрессии строим по уравнению вытекающему из уравнения Дюпюи. При этом выясним величину радиуса влияния R (это расстояние от точек, где влияние колодца на положение уровня грунтовых вод прекращается). водоотлив водосборная система зумпф
1. Определяем R по эмпирической формуле В.Зихарда
R=3000 ? S
где, S - глубина откачки; к - коэффициент фильтрации «супесь»
S= zг.в - zк = 36,6 - 34 = 2,6 м
к = 0,7 м/сут. = = 0,0000081 м/с
R=3000 ? 2,6 ? = 22,2 м
Строим кривую депрессии по уравнению:
у2 = H2 - ,
где, H2 = 4,1 м - расстояние от уровня грунтовых вод до водоупора; H2 = 1.5 м - расстояние от дна котлована до водоупора; х , у - показаны на рис.2. Вычисления сводятся в таблицу. По данным табл. вычерчивается кривая депрессии, рис.2.
|
х , у |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
22,2 |
|
|
у2 |
16,81 |
13,54 |
10,26 |
7 |
3,70 |
2,25 |
|
|
у, м |
4,1 |
3,68 |
3,20 |
2,65 |
1,92 |
1,5 |
2.2 Расчет притока воды в котлован
Уравнение Дюпюи записывается:
= ,
Определим величину расхода фильтрационных вод на 1 погонный метр периметра котлована по уравнению Дюпюи , заменив длину участка между сечениями l и R
= k , м/с
= ? 0,0000081 = 0,26 ? 10-5
Вычислим общий фильтрационный расход, притекающий в котлован
Q = ? (2B + 2L),
где, (2B + 2L) - фронт сбора фильтрационных вод.
Q = 0,26 ? 10-5 ? (2 ? 70 + 2 ? 90)= 0,832 ? 10-3 м3/с
3. Расчет водосборной системы
Назначение системы - собрать фильтрат и отвести в зумпф (водоприемник, приямок), оттуда затем откачать с помощью насоса в ливневой коллектор.
3.1 Конструирование водосбора внутри котлована
По дну котлована прокладываем два открытых лотка прямоугольного поперечного сечения. Каждый из них, имеющий протяженность (В + L), рассредоточено по всей длине принимает и отводит в зумпф фильтрационный поток с расчетным расходом:
Qрасч. = = ? 0,832 ? 10-3 м3/с = 0,416 л/с
Условно принимаем, что весь расчетный расход сосредоточенно приходит в начало каждого лотка. Расчет ведем для одного лотка. В оплывающих грунтах рекомендуется прокладывать стационарные лотки из легкого материала.
Принимаем: стандартные лотки из жести (шероховатость n = 0,011 ; с минимальными размерами 30?30 см, т.к ширина по дну лотка b должна быть не меньше ширины лопаты (30 см). Поскольку фильтрат самотеком собирается в зумпф, уклон дна лотка выдерживается в пределах 0,001?0,005 Принимаем: уклон дна лотка i = 0,001.
Гидравлический расчет ведем графоаналитическим методом: задаваясь глубиной h, определяем расход воды в лотке Qрасч. Для нескольких полученных значений строим график связи глубины воды в лотке и расхода воды в нем. Искомая глубина hиск. Определяется по расчетному значению Qрасч
Для водоотводящего лотка используем зависимости гидравлически наивыгоднейшего поперечного сечения, при котором достигается максимальная пропускная способность:
- площадь живого сечения потока щ = b · h ,
- смоченный периметр ч = b · 2h ,
- относительная ширина канала по дну гидравлического наивыгоднейшего поперечного сечения вг.н.= = 2
Для определения расхода воды в лотке используем формулы для учета открытых русел:
- гидравлический радиус R =
- коэффициент в формуле Шези C = R ,
- скорость = C ?
- расход Q = щ = щ C ?
Вычисления заносим в табл. «Определение глубины наполнения лотка».
|
h, м (задаемся) |
b, м |
щ, м3 |
ч, м |
R, м |
C, |
Q, м3/с |
|
|
h1 = 0.1 |
0.2 |
0.02 |
0.4 |
0.05 |
55.2 |
Q1 = 7.8 ? 10-3 |
|
|
h2 = 0.05 |
0.1 |
0.005 |
0.2 |
0.025 |
49.15 |
Q2 = 1.2 ? 10-3 |
|
|
h3 = 0.04 |
0.08 |
0.0032 |
0.16 |
0.02 |
47.35 |
Q3 = 0.67 ? 10-3 |
|
|
h4 = 0.03 |
0.06 |
0.0018 |
0.12 |
0.015 |
45.14 |
Q4 = 0.31 ? 10-3 |
3.2 Выбор конструкции зумпфа
Местоположение зумпфа задается таким образом, чтобы водоотводящие лотки выполняли свои функции. Зумпф рекомендуется заглублять ниже самого низкого уровня воды в нем на 0.7 м с тем. Чтобы всасывающий патрубок насоса находился всегда под водой и в него не попадал воздух, а также грунт, поступающий с фильтратом со дна, что может привести к поломке насоса. Вместимость зумпфа должна быть больше пятиминутного притока фильтрационных вод.
W5ґ > t · Qпр. ,
где t - время наполнения, 5 минут.
W5ґ > = 300 с ? 0,832 ? 10-3 м3/с = 0,25 м3
Исходя из опыта строительного производства, конструкцию зумпфа можно принять в виде железобетонной трубы, которая заглубляется в открытый колодец, чтобы стенки не обрушились. Размеры зумпфа назначаются:
WЗ.П. = = hЗ.П. ? 0,25 м3
Принимаем для нашей задачи заглубление зумпфа hЗ.П. = 1 м, а вместимость зумпфа округлим до 0,3 м, вычисляем диаметр трубы
d = = = 0,6 м
Стандартный диаметр трубы равен 1 м, поэтому для сбора фильтрационных вод назначаем размеры зумпфа d = 1 м; hЗ.П. = 1 м.
Вычисляем время заполнения зумпфа:
T =
T =
Условие выполняется.
4. Расчет насосной установки
Назначение насосной установки состоит в обеспечении перекачки собранного фильтрата в приемник удаляемой воды, в качестве последнего может служить в черте населенного пункта ливневая канализационная сеть. При расчете учитываем, что подача насоса должна быть несколько больше притока воды в котлован ( в полтора раза) для возможности работы насоса с перерывами
Qнас. > 1,5 Qпр
А также напор насоса должен обеспечивать перекачку воды, т.е
Ннас. > Нрасч.
4.1 Расчет всасывающей и напорной линий
При расчете всасывающей и напорной линий воспользуемся рекомендациями:
- скорость во всасывающем и напорном трубопроводе в первом приближении принимаем равной 1 м/с;
- на практике, обычно диаметр всасывающего трубопровода больше диаметра напорного, и скорость во всасывающей линии около 0,7 м/с, а в напорной - около 1 м/с;
- напорная линия рассчитывается как простой трубопровод без учета местных потерь;
- всасывающая линия рассчитывается как короткий трубопровод с учетом местных потерь и по длине, и в местных сопротивлениях.
На входе труба имеет плавный поворот на 90°.
Потери на вход воды в насос не учитываются, т.к. эта величина входит в КПД насоса.
Напорная линия.
Из уравнения неразрывности потока
Q = щ =
определяем диаметр напорного трубопровода d :
d =
d = = 0,03 м
принимаем стандартный диаметр dст = 50 мм.
Для выбранного стандартного диаметра уточняем скорость в трубопроводе - фактическая скорость щф
щф = м/с
щф = = 0,432 , м/с
Определяются потери напора по длине по формуле Дарси - Вейсбаха hi
hi = л , м
где л - коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси), принимаем равным 0,03; l = lнап - длина трубы, отводящей фильтрат, т.е. расстояние от оси насоса до оси ливневого коллектора, принимаем равной 200 м; g - ускорение свободного падения , м/с
hiнап = 0,33 = 1,14 м
Строим пьезометрическую линию Р-Р , назначаем величину свободного напора Нсв = 5 м
Всасывающая линия.
Для определения напора и фактического вакуума узнаем гидравлические потери на всасывающей линии:
Потери напора в местных сопротивлениях hi определяем по формуле Вейсбаха:
hi = оi
где оi - коэффициент потерь в местных сопротивлениях
Скорость во всасывающем трубопроводе примем равной скорости в напорном трубопроводе. Величина обоих потерь в местных сопротивлениях будет равна:
hi = (10,3 = 0,098 м
Линейные потери определяются по формуле:
hi = л ,м
Длина всасывающего трубопровода вычисляется из геометрии расчетной схемы:
- вертикальный участок равен сумме глубины котлована Hк ,глубины зумпфа hЗ.П. и расстояния от верха котлована до оси насоса (примерно 0,3?0,5 м), горизонтальный участок равен расстоянию от бровки котлована до оси насоса (примерно 0,5 м)
hiвсас = 0,03 = 0,04
Для построения напорной линии Е-Е, и пьезометроической линии
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Особенности подготовки грунта и организации строительного котлована. Гидравлический расчет осушения котлована. Выбор способа водопонижения. Конструирование водосбора внутри котлована. Расчет систем напорной и всасывающей сетей, ливнего коллектора.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 12.03.2015Конструктивная схема кирпичного здания. Выбор систем водоотлива и водопонижения. Техническая характеристика иглофильтровых установок. Назначение габаритов котлована и подсчёт объёмов земляных работ. Выбор типа экскаватора для разработки котлованов.
курсовая работа [5,5 M], добавлен 01.03.2015Привязка здания к условиям площадки для застройки. Устройство нагорной канавы. Срезка растительного грунта и его перемещение. Устройство котлована и траншей под фундаменты. Объем выемок для спусков в котлован. Обратная засыпка пазух и подсыпка под полы.
курсовая работа [625,8 K], добавлен 24.04.2013Оценка строительных свойств грунта. Определение размеров и расчет фундамента мелкого заложения. Технология производства работ при устройстве фундамента мелкого заложения, устройство котлована и водоотлива. Техника безопасности при производстве работ.
курсовая работа [89,4 K], добавлен 31.03.2010Теплотехнический расчет наружного ограждения стены, конструкции полов над подвалом и подпольями, световых проемов, наружных дверей. Конструирование и выбор системы отопления. Подбор оборудования для индивидуального теплового пункта жилого здания.
курсовая работа [334,8 K], добавлен 02.12.2010Оценка инженерно-геологических и грунтовых условий строительной площадки. Проектирование фундаментов мелкого заложения и свайных фундаментов, определение размеров подошвы и конструирование грунтовой подушки. Земляные работы и крепление стенок котлована.
курсовая работа [531,9 K], добавлен 03.11.2010Строительство подземных сооружений открытым способом. Методы расчета стены в грунте. Определение типа пылевато-глинистого грунта. Расчет оснований и фундаментов по расчетным нагрузкам. Подсчет глубины котлована. Анализ давления под подошвой фундамента.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 13.01.2022Архитектурно-конструктивное решение здания, сбор нагрузок. Конструирование многопустотной плиты перекрытия и перемычки. Расчет ленточного фундамента под внутреннюю стену. Определение ширины подошвы фундамента. Расчет на продавливание (местный срез).
курсовая работа [1,0 M], добавлен 20.09.2012Определение размеров котлована под фундамент здания. Разработка грунта в котловане экскаватором. Календарный план производства земляных работ. Планировка дна котлована бульдозером и вручную. Расчет объемов земляных работ. Калькуляция трудовых затрат.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 29.11.2012Рельеф и почвообразующие породы. Гранулометрический состав почв. Предложения по реконструкции сада. Восстановление системы прудов по историческим справкам и архивным материалам. Водопонижение в котловане при помощи иглофильтров и открытого водоотлива.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 26.06.2009
