Проектирование мероприятий по обеспечению ста­бильности выемки, страница 2

    По отношению к дренирующей обсыпке необходимо выполнить следующие два условия:

1). Для предотвращения механической суффозии (выноса) мелких частиц из одного контактирующего слоя в другой, имеющий более крупные части­цы, или зазоры, или отверстия дренажных труб необходимо, чтобы сред­няя входная скорость фильтрации ил 1-го слоя в ( 1 + I)-й не превыша­ла допустимую:

,                                               (2.20)

где  - скорость втекания воды, м/с;

       - допустимая скорость втекания, при превышении которой

      может начаться перенос мелких частиц, м/с.

 ,                                          (2.21)

где k – коэффициент фильтрации материала, прилегающего к

             контактирующему слою, м/с.

.

    Скорость втекания воды определяется с каждой стенки дренажа и с его дна по формулам:

,                                     (2.22)

,                                        (2.23)

                                        (2.24)

Подставляя значения, получим

м/с;

м/с.

 м/с.

  Средняя входная скорость фильтрации слоев не превышает допустимую ско­рость.

   2). Для предотвращения проникновения (вываливания) на контакте двух слоев частиц или агрегатов частиц из i-го слоя с мелкими  частицами в поры (i + 1)-го слоя с более крупными частицами, или в зазоры или отверстия в трубах необходимо, чтобы после некоторого начального выноса мелких частиц структура i-го слоя у контакта перестраивалась с образованием устойчивых естественных сводов из крупных частиц i-го слоя около пор (i+1 )-го слоя, или зазоров, или отверстий труб.

    Согласно второму условию расчетный линейный размер поры более круп­ного контактирующего материала (i+1)-го слоя или диаметр круглого отвер­стия, или ширина щели, с которыми контактирует более мелки материал i-го слоя, должны соответствовать выражению

                                                   ,                                                       (2.25)

где с - параметр для грунта, с=2;

      - расчетный линейный размер частиц мелкого материала.

Значения взяты по варианту 54, графики представлены на рисунке

Расчетный линейный размер поры определяется по формуле

                                                     ,                                (2.26)

где  - коэффициент неоднородности;

      -пористость в долях единицы; ;

      -линейные размеры частиц дренирующего заполнителя, мм.

       Эти величины определяют с гранулометрического состава.

Подставляя  данные, получим

Данное условие выполняется, так как 

2.1.5.2 Подбор дрены и поверочный расчет пропускной   способности труб

    Для расчета пропускной способности дренажной трубы-дрены необходимо определить расход на протяжении всей длины рассматриваемого дрена­жа, а в случае дренажной сети учесть также приток воды из других под­земных водоотводов. Суммарный расчетный расход воды для концевого се­чения трассы дренажа

                                           ,                                      (2.28)

где  - транзитный расход воды, притекающей из сопряженных

               дрена­жей м³/с;

      - полный расход воды на I м длины дренажа, м^э/с;

        - длина дренажа как водосбора, м;

     m_т - коэффициент, учитывающий возможность постепенного

     загрязнения труб (принимаем 1,5).

Подставляем значения и проводим вычисления

м³/с.

Назначаем диаметр трубы 150мм и выполняем поверочный расчет пропуск­ной способности трубы по формулам:

                        ;                                                               (2.29)

                            ;                                                                            (2.30)

                         ;                                                                                (2.31)

                           ,                                                                          (2.32)

где  - искомый расход воды в трубе, м³/с;

 - площадь сечения трубы, м², 

 с - коэффициент, учитывающий шероховатость;

 R_т - гидравлический радиус трубы, м;  

       - продольный уклон трубы на расчетном участке;

          –продольный уклон дна траншеи;

       а - величина перепада входящей и выходящей труб в смотровом

          колодце, м; а=0,1м;

  - расстояние между смот­ровыми колодцами, м;

  - коэффициент, зависящий от R_т; так как R_т =0,0375<1, то  .

Подставляя значения в формулу получим   

;

.

Тогда

Проверка выполняется.

2.1.6 Проектирование трассы. Основные положения по

 проектированию

    Проектирование трассы и продольного профиля дренажа должно быть подчинено требованию обеспечения его надежной и эффективной работы при наименьших затратах на устройство и эксплуатации данного сооруже­ния. Для проектирования дренажей необходимо учитывать следующие поло­жения:

   1) трассу, по возможности, прокладывать перпендикулярно направле­нию те­чения грунтовых вод;

   2) продольные уклоны дна подкюветного  дренажа це­лесообразно принимать равными уклонам дна кювета, если последние от­вечают технико-экономическим требованиям проектирования.

    Продольный уклон канавы должен быть не менее 5  . В порядке исключения может быть допущен минимальный уклон 3 . В условиях свободного трассиро­вания, когда дренаж устраивается за пределами откосов выемки, про­дольные уклоны целесообразно постепенно увеличивать к низовому участ­ку сооружения. Чтобы предупредить промерзание дренажа в выходной его части, предусматривают максимально допустимые уклоны;

 3) переломы продольного профиля следует назначать в смотровых ко­лодцах;

 4) концы труб верхового и низового участков трассы, если предусма­трива­ются смотровые колодцы, следует устраивать в разных уровнях

перепадом не менее 0,1 м; в затруднительных случаях эти концы могут

располагаться в одном уровне.

2.1.7 Проектирование основных элементов траншеи

    Основными параметрами траншеи являются ее глубина h и ширина 2d. Плоскость дна траншеи параллельна плоскости дна кювета. Поэтому глубина заложения остается без изменения на всем протяжении трассы дренажа.

    Ширина траншеи в основном зависит от ее глубины, конструкции дренажа и способа производства работ.

    При механизированном способе производства работ с помощью дренажной машины ЦНИИ ширина траншеи 2d принимается 1.0м. В остальных случаях размер 2d  принимается  в зависимости от глубины заложения.

    Проектирование остальных элементов траншеи зависит от конструкции, которая может иметь различное оформление в зависимости от способа производства работ, назначения дренажа и других условий.

    Для наблюдений за работой дренажа и прочистки труб на трассе устанавливают смотровые колодцы, через расстояние 50-70 м. Смотровые колодцы следует сооружать также во всех местах изменения профиля и плана дренажа.

    В случае подкюветных дренажей конструкция смотрового колодца проектируется галерейного типа, в виду залегания дренажа непосредственно под кюветом и необходимости иметь лаз в колодце за пределами основной части дренажа рисунок

    Определим число смотровых колодцев на участке

Принимаем  12 смотровых колодцев.

2.2 Проектирование термозащитных покрытий как второго возможного варианта ликвидации пучин выемки