Ширину полосы действия (радиус влияния) дрены можно определить по таблице П2.9 справочных данных или по формуле

м,

где: S₀ =H – h₀ – требуемое понижение УГВ у дрены, м.

Удельный расход фильтрационных вод горизонтальной несовершенной дрены круглого сечения при одностороннем притоке воды в дрену вычисляется по формуле

м³/сутки на 1 п.м.,

А ординаты кривой депрессии

,

где: H₁ – глубина погружения центра дрены в водонасыщен-ный грунт, м;

r – радиус дрены, м;

A – коэффициент, вычисляемый по формуле

.

Удельный расход совершенной дрены в системе кольцевого дренажа

м³/с на 1 п.м.

Общий расход воды в дренаже составит

м³сутки.

Депрессионную кривую по внешним границам кольцевого дренажа строят по упрощенному уравнению

м.

Депрессионная кривая внутри осушаемого участка устанавливается примерно на уровне воды в дренах.

Удельный расход несовершенной дрены в системе кольцевого дренажа вычисляется по формуле

м³/сутки на 1 п.м.

Здесь, как и выше, H₁ – глубина погружения дрены от УГВ, м.

Расчет головного дренажа сводится к расчету одиночной дрены по приведенным выше зависимостям, за исключением удельного расхода несовершенной дрены, определяемого по формуле

м³/сутки на 1 п.м.

Время на осушение защищаемой территории может быть вычислено из формулы для радиуса влияния дрены

Откуда для совершенной дрены

суток.

Для несовершенной дрены

суток,

где – средняя мощность осушаемой зоны м.

Пример 1.

Для защиты от подтопления подвала сооружения предусматри-вается устройство кольцевого дренажа из асбоцементных труб.

Определить удельный и суммарный фильтрационные расходы, произвести гидравлический расчет дрены.

2,0

2,0

b

l1

l2

A

N

N

2,0

2,0

b

Разрез по N-N

Водоупор

Отметка поверхности земли (в створе дрены) = 200,0 м

Отметка уровня грунтовых вод (в створе дрены) = 199,5 м

Отметка водоупора (в створе дрены) = 190,0 м

Отметка дна начала дрены = 196,5 м

Размеры сооружения в плане:

длина l = 40 м

ширина b = 16 м

Грунт участка местности песок среднезернистый

Коэффициент фильтрации K = 12 м/сутки

Диаметр дрены d = 0,2м

Решение

Т.к. отметка дна начала дрены = 196,5 м больше отметки водоупора = 190,0 м – дрена несовершенна.

Радиус дрены

Принимаем глубину воды в дрене

Глубина погружения центра дрены в водонасыщенный грунт

H₁ =199,5 – 196,5 – 0,10 = 2,90 м.

По таблице П2.9 приложения 2 радиус влияния дрены для среднезернистого песка R = 100…200 м. Принимаем R = 150 м.

Удельный расход фильтрационных вод в несовершенной горизонтальной дрене

м³ /сутки на 1 п.м.

Суммарный фильтрационный расход в конце дрены (половина общего расхода дренажа)

м³/сутки.

Гидравлический расчет дрены

Из формулы Шези

найдем минимальный уклон дна дрены, обеспечивающий пропуск расхода Q.

Для дрены, до половины заполненной водой

- площадь живого сечения м²;

- гидравлический радиус м.

По таблице П2.5 приложения 2 для асбоцементных труб коэффициент шероховатости n = 0,0092.

По формуле Маннинга коэффициент Шези

Требуемый уклон дна дрены

Принимаем минимальный допустимый уклон для дрен I₀ = 0,0005. При этом дальний конец дрены должен быть глубже заложения дрены в начале (в точке А) на

Пример 2.

Для перехвата грунтовых вод с целью защиты от подтопления заглубленных сооружений, возводимых на заданном участке местности, предусматривается устройство головного дренажа из полиэтиленовых труб.

Определить удельный и суммарный фильтрационные расходы, произвести гидравлический расчет дрены и определить время, потребное для осушения местности в пределах полосы действия дрены.

Защищаемая территория

Водоупор

УГВ

Отметка поверхности земли (в створе дрены) = 25,0 м

Отметка уровня грунтовых вод (в створе дрены) = 24,5 м

Отметка водоупора (в створе дрены) = 22,0 м

Отметка дна начала дрены = 22,0 м

Длина головной дрены l = 80 м

Диаметр дрены d определить

Грунты участка местности песок мелкозернистый

Коэффициент фильтрации K= 4,0 м/сутки

Коэффициент водоотдачи m = 0,15

Решение

Отметки водоупора и дна начала дрены совпадают (22,0 м) – дрена совершенна.

Мощность водоносного слоя

H = 24,5 – 22,0 = 2,5 м.

Предварительно принимаем диаметр дрены d = 100 мм, глубину наполнения дрены . Тогда требуемое понижение УГВ

Ширина полосы действия (радиус влияния) дрены

Удельный расход фильтрационных вод

м³/сутки на 1 п. м.

Суммарный расход фильтрационных вод

м³/сутки.

Принимаем минимальный допустимый уклон дрены I₀ = 0,0005.

При наполнении дрены до половины:

- площадь живого сечения дрены

м²;

- гидравлический радиус м.

По таблице П2.5 приложения 2 для полиэтиленовых труб коэффициент шероховатости n = 0,0086 с/м^1/3.

Коэффициент Шези

м^1/2/с.

Пропускная способность дрены (по формуле Шези)

Окончательно принимаем диаметр дрены d = 100 мм.