Гидравлические расчеты для дренажной системы

• Задать вопрос
• Отправить заявку

При проектировании дренажной системы требования к ее характеристикам устанавливают на основе выполненных гидравлических расчетов. Такие расчеты выполняются для определения:

• объема притока подземных вод — показатель влияет на расчетную пропускную способность дренажа в целом и его отдельных элементов. На основе этих данных определяют требуемые диаметры труб, параметры используемых насосов, оптимальные размеры каналов и т.п.;
• положения грунтовых вод после обустройства дренажной системы. Измеряется в вертикальной плоскости и определяет предполагаемый уровень грунтовых вод и в горизонтальной плоскости, что позволяет оценить площадь осушения грунта в результате эксплуатации системы.

Для выполнения гидравлических расчетов собирают следующую информацию.

Геологическое строение грунта. Отображается в виде схемы, в том числе содержит информацию о содержании грунтовых вод. Строение грунта может быть однородным (на участке расположен один слой грунта, характеристики которого одинаковы по всей глубине) или многослойным (грунт расположен слоями, каждый из которых имеет разные свойства).

При наличии нескольких значительно различающихся между собой слоев гидравлические расчеты для каждого из них выполняются по отдельности. Среди выделенных слоев тот из них, который имеет наименьшую водопроницаемость, принимают за расчетный водоупор. Предполагается, что коэффициент фильтрации в слое водоупора равен нулю. В результате исследования типов грунта выполняется схематизация его геологического строения. На итоговой схеме выделяют по 1-2 слоя водопроницаемого грунта и водоупора.

Условия водного питания. На первом этапе инженеры компании "Мос-дренаж" оценивают топографические условия, геологическое строение грунта, предполагаемую организацию рельефа и застройку. Существует несколько типов водного питания:

• атмосферное;
• приток грунтовых вод с вышележащей территории;
• приток вод от гидрографической сети (каналы, озера и т.п.);
• грунтовые воды.

Водное питание каждого типа учитывается для расчета предполагаемой нагрузки на дренажную систему. Для этого могут использоваться статистические данные для конкретной местности (например, среднемесячное количество осадков), а также сведения, полученные в результате обследования территории.

Плановое положение дренажной системы. Определяется тем, как именно будет выполняться застройка на участке. Непосредственное влияние оказывает форма подземных элементов зданий и сооружений. Контуры фундаментов могут быть прямоугольными, П-образными, Г-образными и т.п. Расположение, форму, глубину залегания фундамента и других подземных конструкций учитывают, располагая элементы дренажа на участке. Схематизация выполняется для того, чтобы определить площадь территории, находящейся внутри ее контура. При выполнении практических расчетов за такую площадь принимают площадь круга (овала), находящегося внутри.

Область влияния дренажной системы. Это — площадь, на которой уровень грунтовых вод значительно снижается в результате использования дренажа. Высота такого уровня принимается равной высотному расположению элементов дренажной системы. При этом практические расчеты для сниженного УГВ должны также учитывать характеристики (проницаемость) грунта и конкретные условия водного питания. Снижение уровня грунтовых вод в области влияния дренажа не является одинаковым. Ниже всего этот уровень располагается в областях рядом с дренами. Наиболее высокие уровни фиксируются на наибольшем удалении от дрен. В результате исходно одинаковый для территории УГВ становится неравномерным. В вертикальном разрезе его можно приставить в виде дуг, нижние точки которых находятся у дрен. На расчетные данные также влияет то, какой именно тип дренажа используется на конкретной территории.

На частных территориях чаще всего используется дренаж с закрытыми дренами. При его проектировании важно правильно определить диаметр труб и коллекторов. Он будет влиять на пропускную способность системы, давление в ней, скорость движения воды по трубам и т.п.

При выполнении таких расчетов дрены и коллекторы разбивают на отдельные участки. На каждом из таких участков должен быть одинаковый уклон или одинаковые требования к пропускной способности системы. Обычно, границами расчетных участков являются смотровые (дренажные) колодцы. Задача расчета — определить для каждого из участков такой диаметр и уклон труб, при котором движение воды будет происходить равномерно и без напора.

Диаметр вычисляется на основе максимально возможных для данной территории нагрузок. Для таких вычислений необходимо знать расчетный расход воды, проектный уклон укладки труб, а также коэффициент их шероховатости. Последний является разным для различных материалов (минимальный для пластиковых труб, максимальный — для бетонных, железобетонных). Когда проектный диаметр рассчитан, выбирают трубы с ближайшим большим значением из возможных типоразмеров.

Скорость движения воды при расчетной пропускной способности труб должна составлять 0,3-1,5 м/с. Если скорость будет слишком высокой, через отверстия будут затягиваться частицы грунта. При слишком малой скорости дрены могут заиливаться. Чтобы замедлить слишком быстрое течение воды, их уклон при монтаже уменьшают, устраивая перепадные колодцы. Если течение, напротив, необходимо ускорить, уклон укладки труб увеличивают.

В реальных условиях скорость движения потока в дренах не будет постоянной. На нее будет влиять объем притока грунтовых вод в конкретный момент. Чтобы учесть эти колебания, расчеты выполняют для разных режимов притока грунтовых вод, определяя диапазон возможных скоростей. Дополнительно учитывают, что периоды, когда скорость является пиковой, будут кратковременными (половодья, обильные осадки и т.п.), поэтому расчетные показатели скорости корректируют незначительно, по возможности выполняя требование о минимальной скорости движения воды (0,3 м/с).

В компании «Мос-дренаж» вы можете заказать проектирование дренажа, а также его обустройство на объектах в Москве и Московской области.