Осушение строительного котлована (стр. 2 из 3)

Qинф=5*0,003538 м3/с= 0,01769 м3/с (12)

Определяем общий расход как сумму расходов фильтрационных и инфильтрационных вод :

Qпр=Qинф+Qф

Qпр=0,003538+0,01769=0,021228 м3/с

3. Расчет водосборной системы

Назначение системы: собрать фильтрат и отвести в зумпф, оттуда затем откачать с помощью насоса.

Конструируем открытый водоотлив лотковой конструкции

3.1 Конструирование водосбора внутри котлована

По периметру дна котлована прокладывается два открытых канала, каждый из которых имеет протяженность L+В. Система рассредоточено по всей длине принимает и отводит в зумпф фильтрационный поток с расходом Qрасч

Qрасч=1/2 Qпр (13)

Qрасч=1/2*0,021228=0,010614 м3/с

В расчете условно принимается, что весь расход сосредоточено приходит в начало каждого канала

Общие рекомендации по проектированию

1. Ширина лотка по дну не менее 30 см (ширина лопаты)

2. Уклон i=0,001ё0,005

Расчетные формулы:

v = C

(14)

Q = Qрасчетн= Сw

(15)

(16)

(17)

w= b*h (18)

(19)

где: v – средняя скорость потока, м/с

С – коэффициент Шези

R – гидравлический радиус, м

w – площадь живого сечения, м2

- смоченный периметр, м

i=0,005 – уклон дна канала

n – коэффициент шероховатости (принимаем n = 0,011 -земляной канал)

h – высота сечения, м .

Относительная ширина канала гидравлически наивыгоднейшего сечения прямоугольной формы

β определяется по формуле

β = b/ h=2

b =2h– ширина сечения, м

Найдем зависимость Q=f(h) для гидравлически наивыгоднейшего сечения (ГНС) лотка

Таблица 3

h, м	b,м	м2	м	R, м	С	V,м/с	Q, м3/с
0,15	0,3	0,45	0,6	0,075	59,04	1,143	0,05145
0,1	0,2	0,02	0,4	0,05	55,178	0,872	0,0175
0,05	0,1	0,005	0,2	0,025	49,158	0,549	0,00583

По данным таблицы 3 строим график Q=f(h) (рис.3)

Выбираем соответственно расходу Q=0,010614 м3/с h=0,075 м, следовательно ширина лотка b=2*h=2*0,075=0,15 м. Полученная по расчету ширина лотка получается меньше ширины лопаты (30 см), следовательно принимаем сечение лотка:

b=30 см=0,3м;

h=15 см = 0,15 м.

Развертка по трассе от истока до зумпфа приводится на рисунке 4.

3.2 Выбор конструкции зумпфа

Местоположение выбирается таким образом, чтобы водоотводящие каналы выполняли свои функции. Рекомендуется :

а) заглублять ниже самого низкого уровня воды в нем на 0,7 м , чтобы всасывающий всегда находился под водой и в него не попадали воздух и грунт со дна ;

б) запроектировать в виде либо деревянного квадратного колодца а*а и глубиной h , либо в виде круглого колодца из стандартной фальцевой железобетонной трубы диаметром d ;

в) вместимость зумпфа принимается больше чем Q притока за 5 минут

Wзум=Qпрt (20)

Wзум=0,021228*300=6,3684 м3

Я тебя люблю Принимаем высоту зумпфа hзп=2 м

a=

м

Принимаем зумпф квадратного сечения с размерами a=1,8м; a=1,8м; и высотой h=2м, объём которого Wзп=6,48 м3

t=305 c

4.Подбор насосной установки

Насос обеспечивает перекачку собранного фильтрата в приемник удаляемой воды:

а) в черте населенного пункта – ливневые канализационные сети

б) в окрестной местности – близлежащие водоемы, овраги.

Общие рекомендации к расчету

1. Остановка насоса при достижении минимального уровня воды в зумпфе и пуск ее в момент достижения максимального наполнения зумпфа должна производится по сигналу датчика уровня;

2. По СНиПу обязательно назначается на 1ё2 рабочих насоса 1 резервный;

3.Подача насоса должна быть больше притока воды Qнас>1,5 Qпр ;

4. Напор насоса должен обеспечивать перекачку воды, т.е. Ннас> Нрасч;

5. При выборе погружного насоса ГНОМ необходимо учитывать его размеры.

4.1 Расчет системы всасывающей и напорной сети

Предпосылки

а) Скорость во всасывающем и напорном трубопроводе в первом приближении принимается равной 1м/с;

б) На практике, обычно диаметр всасывающего трубопровода больше диаметра напорного, поэтому скорость во всасывающей линии около 0,7м/с, а в напор ной около 1м/с;

в) Всасывающая линия рассчитывается с учетом потерь в местных сопротивлениях (короткий трубопровод);

г) Напорная линия рассчитывается как простой трубопровод без учета местных потерь

Напорная линия

1. Определяется диаметр напорного трубопровода из уравнения неразрывности потока, принимая скорость в нем V=1м/с

d=

(21)

d=

м

По таблице [1] принимается стандартный диаметр dст=0,175 м

2. Для выбранного стандартного диаметра уточняем скорость в трубопроводе – фактическая скорость Vф=0,883 м/с

3. Определяются потери напора по длине по формуле Дарси-Вейсбаха

(22)

l=lнап – длина трубы, отводящей фильтрат, т.е. расстояние от оси насоса до оси ливневого коллектора, принимается в курсовой работе равной 200м

g=9,8 м/с2 -ускорение свободного падения ,

l - коэффициент гидравлического трения ( коэффициент Дарси), по формуле Артшуля

(23)

где Кэ-эквивалентная равномерно зернистая шероховатость , для неновых труб Кэ=1,4 мм,

Rе- число Рейнольдса

(24)

где ν- коэффициент кинематической вязкости , зависит от температуры жидкости

ν (t=200C) = 0,0101 см2/с=0,00000101 м2/с

λ=0,03335

4. Строится пьезометрическая линия р-р (рисунок 5), для чего назначается величина свободного напора Нсв=5ё10м (Из опыта строительного производства - так называемый запас).

Нсв=5 м

Всасывающая линия

Всасывающую линию рассчитываем как короткую трубу, т.е. учитываем и местные , и линейные потери. Потери напора в местных сопротивлениях вычисляются по формуле Вейсбаха :

(25)

где xj – коэффициент потерь в местных сопротивлениях :

для сетки с клапаном xcкл=10 ;

для плавного поворота на 900 xпов=0,55;

hjcкл= 0,3978 м ;

h j пов=0,02188 м ;

м.

Линейные потери определяются как сумма линейных потерь в горизонтальной и вертикальной части всасывающей линии по формуле Дарси-Вейсбаха :

а) рассчитывается отдельно для вертикального участка

где - lв = hнаc - длина вертикального участка, определяется из геометрии расчетной схемы

lв =Hk+(B+L)i+0,7+0,5=6,725 м

б) рассчитывается отдельно для горизонтального участка :

где - lг – определяется из геометрии расчетной схемы (длина наклонного участка и расстояние от бровки до оси насоса, и половина ширины зумпфа на запас )

lг=15+0,5+0,5*1,8=16,4 м

м

Сумма всех потерь на всасывающей линии hf :

hf=hj+hl=0,175+0,42=0,595 м

Строится напорная Е-Е и пьезометрическая р-р линии (рис.5).

4.2 Подбор марки насоса

Насос назначается из трех характеристик:

- производительность Qнас

- напор Н

- вакуум Нвак

Qнас=1,5 Qпр=1,5×0,021288=0,0311 м3/с =112 м3/час;

Н= Нман+

;

Нман=hlнап+Hсв

Нман=1,516+5=6,516 м ;

=6,725 м ;

H=6,516+6,725=13,241 м .

Фактический вакуум определяется с помощью уравнения Бернулли:

(26)

Для плоскости сравнения 0-0 и выбранных сечений I-I и II-IIбудем иметь:

=0;

;

;

;

;

;

.

Уравнение

преобразуется в следующий вид: