Odwadnianie  obiektów  i  wykopów  

budowlanych  

 

ćwiczenie  projektowe  

 
Prowadzący:  
dr  inż.  Patryk  Wójtowicz  

Warunki  zaliczenia  przedmiotu  

•  Obecność  obowiązkowa  
•  Zaliczenie  terminów  przejściowych  aka  

punktów  kontrolnych  postępu  

•  Terminowe  oddanie  kompletnego  projektu  
•  Pierwsze  dwie  osoby  otrzymują  +  0.5  oceny  

Wymagania  minimalne  

•  Ćwiczenia  projektowe  oddajemy  trwale  połączone  

(technika  dowolna)  

•  Projekt  musi  posiadać  stronę  tytułową  oraz  

oryginał  tematu  ćwiczenia  projektowego  

•  Materiały  pomocnicze  do  projektu  (np.  wzór  

strony  tytułowej  wraz  ze  spisem  treści)  dostępny  

na  stronie:    

 

 www.iios.pwr.wroc.pl/pw  

•  Na  stronie  www  publikowane  są  bieżące  

informacje  (w  tym  np.  godziny  konsultacji)    

Cel  ćwiczenia  projektowego  

•  Obliczenia  hydrogeologiczne  i  hydrauliczne  

pionowego  drenażu  okólnego  zupełnego  

pracującego  w  warunkach  zbiornika  wody  

gruntowej  (zwierciadło  swobodne)  

Spis  treści  projektu  

•  Wstęp  

–  Przedmiot  opracowania  
–  Podstawa  opracowania  
–  Zakres  opracowania  
–  Wykorzystane  materiały  

•  Obliczenia  hydrauliczno-­‐geologiczne  pionowego  

drenażu  okólnego  

–  Dane  do  obliczeń  
–  Obliczenia  wydajności  drenażu  
–  Wyznaczenie  wydajności  oraz  depresji  w  poszczególnych  

studniach  

–  Obliczenia  prędkości  wlotowej  wody  do  pojedynczej  studni  

Spis  treści  projektu  

•  Dobór  parametrów  oraz  wymiarów  filtra  studziennego  

–  Dane  do  obliczeń  

–  Ilość  warstw  obsypki  

–  Grubość  warstwy  obsypki  
–  Uziarnienie  obsypki  

–  Perforacja  rury  rdzeniowej  
–  Średnica  otworów  na  rurze  filtrowej  

–  Powierzchnia  przekroju  jednego  otworu  

–  Rozstaw  otworów  
–  Ilość  otworów  na  obwodzie  rury  filtrowej  

–  Rzeczywisty  rozstaw  otworów  
–  Ilość  rzędów  na  1  mb  rury  filtrowej  

–  Ilość  otworów  na  1  mb  rury  filtrowej  

–  Współczynnik  przepuszczalności  filtru  

ϕ

 

Spis  treści  projektu  

•  Opis  techniczny  

–  Drenaż  
–  Obsypka  

•  Część  rysunkowa:  

–  plan  drenażu    (skala  1:50),  
–  przekrój  hydrogeologiczny  (skala  1:25),  
–  zarurowanie  filtra  studziennego  (skala  1:25).  

Drenaż  okólny  obiektu  budowlanego  –  dane  do  

projektu  

Długość  obiektu:  

A  =  30,0  m  

Szerokość  obiektu:  
B  =  10,0  m  

Zagłębienie  obiektu  poniżej  terenu:  

h  =  5,0  m  
Poziom  zwierciadła  statycznego:  

Z

zw

 =  1,6  m  

Miąższość  warstwy  wodonośnej:  

H

w

 =  20,0  m  

Współczynnik  filtracji:  
k

f

 =  21,0  m/d  =  0,000243  m/s  

Średnica  studni:  
2r  =  0,60  m  

Rzędna  terenu:  

R

t

 =  100,00  m  n.p.m.  

Uziarnienie  gruntu:  

d

50

 =  0,80  mm  

 

 

Dane  do  projektu  cd.  

•  łączna  długość  rury  nad-­‐  i  podfiltrowej:  
(l

n

+l

p

)  =  3.0  m  

 
Długość  sumaryczną  rury  dobieramy  z  zakresu  od  

2  do  4.0  m  (zw.  swobodne)  

l

p

 –  1  do  5  metrów  

l

n

 –  2  do  3  metrów  

Schemat  studni  wierconej  z  filtrem  

1  –  warstwa  przepuszczalna  
2  –  warstwa  nieprzepuszczalna  
3  –  rura  okładzinowa  
4  –  pokrywa  (lub  obudowa  studni)  
5  –  rura  nadfiltrowa  
6  –  uchwyt  (zamek)  
7  –  uszczelnienie  
8  –  filtr  studzienny  
9  –  rura  okładzinowa  (usunięta)  
10  –  rura  podfiltrowa  
11  –  korek  drewniany  
12  –  zwierciadło  statyczne  wody  

podziemnej  

13  –  zwierciadło  dynamiczne  wody  

podziemnej  

14  –  górny  poziom  założenia  rury  

nadfiltrowej  

Obliczenia wydajności drenażu

Obliczenia  wydajności  drenażu  przy  współpracy  

wszystkich  studzien  przeprowadzone  będą  

metodą  Forchheimera  

•  Konwersja  rzeczywistego  obrysu  grupy  

współdziałających  studni  na  zastępczy  okrąg  o  

promieniu  R

0

:  

 

0

(

)

,

4

a b

R

m

η

+

=

Schemat  obliczeniowy  współpracy  studni  

R

g

Dane  do  projektu  cd.  

•  Współczynnik  

η

 zależny  od  

rozstawu  współpracujących  

studzien  zlokalizowanych  wokół    

obiektu  

•  Dla  układu  o  obrysie  prostokątnym  

współczynnik  

η

dobieramy  z  tabeli  

lub  wykresu  

b/a  

0,0  

0,2  

0,4  

0,6  

0,8  

η  

1,00  

1,12  

1,16  

1,18  

1,18  

Obliczenia  wydajności  drenażu  

•  promień  leja  depresyjnego  pojedynczej  studni  

wg  wzoru  Kusakina:  

 

575

,

w

f

R

s

H k m

=

⋅ ⋅

⋅

•  promień  leja  depresyjnego  wywołanego  przez  

grupę  współdziałających  studzien:  

0

,

g

R

R R m

=

+

Obliczenia  całkowitej  wydajności  drenażu  

•  Wydajność  drenażu  pionowego  zupełnego  (zw.  

swobodne)  

3

0

1.36

(2

)

,

/

lg

f

w

g

k s

H

s

Q

m s

R

R

⋅

⋅ ⋅

⋅

−

=

R

g

Obliczenia  całkowitej  wydajności  drenażu  

•  obniżenie  zwierciadła  w  środku  ciężkości:  

2

0

0

ln

,

g

w

f

R

Q

h

H

m

k

R

π

=

−

⋅

⋅

Tabela  1.  Obliczenia  wydajności  drenażu  

s  

R

o

 

R  

R

g

 

Q  

h

0

 

m  

m  

m  

m  

m

3

/s  

m  

1  

13.92  

40.09  

54.01   0.0219   19.00  

…  

10  

13.92   400.90   414.82   0.0673   10.04  

Rys.  1  Wykres  zależności  obniżenia  zwierciadła  wody  w  

punkcie  ciężkości  h

0

 od  wydajności  drenażu  Q  

Wymagane obniżenie zwierciadła wody w punkcie ciężkości h

0

= 16.3 m

Dla h

0

= 16.3 m odczytano:

Q = 0.0420 m

3

/s

Wyznaczenie wydajności oraz depresji w
poszczególnych studniach

•  Zakładamy  wstępnie  4  (n  =  4)  studnie  

rozmieszczone  w  rogach  obiektu.    

•  Wydajność  pojedynczej  studni  obliczamy  ze  

wzoru:  

3

,

/

Q

q

m s

n

=

Wyznaczenie  wydajności  oraz  depresji  w  

poszczególnych  studniach  

Wydajność pojedynczej studni:

n – liczba studni współdziałających

(

)

3

1

0

2

,

/

ln

f

w

n

g

n

k s

H

s

q

m s

R

n r R

π

−

⋅

⋅ ⋅

−

=

⋅ ⋅

Tabela  2.  Obliczenia  wydajności  pojedynczej

 

studni  

s  

q  

m

m

3

/s

1

0.0038

…

10  

0.0143

 

Rys.  2  Wykres  zależności  depresji  s  od  

wydajności  pojedynczej  studni  q  

Dla q = 0.0105 m

3

/s odczytano:

s = 5.5 m

Obliczenia  prędkości  wlotowej  wody  do  

pojedynczej  studni  

•  Dopuszczalną  prędkość  wlotową  wody  do  

pojedynczej  studni  obliczamy  ze  wzoru:  

,

/

15

f

dop

k

v

m s

=

Rzeczywista  prędkość  wlotowa  wody  do  

pojedynczej  studni  

•  Rzeczywista  prędkość  wlotowa  wody  do  

pojedynczej  studni  wyniesie:  

gdzie:  
q  -­‐  wydajności  pojedynczej  studni,  m

3

/s  

F

f

 -­‐  powierzchnia  czynna  filtra,  m

2

 

, /

f

f

q

v

m s

F

=

Powierzchnia  czynna  filtra  

gdzie:  
l

f

 -­‐  długość  czynna  filtra,  m  

2

2

,

f

f

F

r l m

π

=

⋅

(

)

,

f

w

n

p

l

H

s

l

l

m

=

− −

+

Sprawdzenie  warunku  dopuszczalnej  prędkości  

dopływu  do  studni  

Ponieważ  v

f

 ≤  v

dop

 założona  ilość  studzien  (n  =  4)  

jest  wystarczająca/nie  jest  wystarczająca,  aby  

uzyskać  założone  obniżenie  zwierciadła  wody  w  

punkcie  ciężkości…  

…  W  drugiej  iteracji  założono  ilość  studzien  n  =  …  

Dobór  średnic…