Odwadnianie obiektów i wykopów
budowlanych
ćwiczenie projektowe
ProwadzÄ…cy:
dr inż. Patryk Wójtowicz
Warunki zaliczenia przedmiotu
" Obecność obowiązkowa
" Zaliczenie terminów przejściowych aka
punktów kontrolnych postępu
" Terminowe oddanie kompletnego projektu
" Pierwsze dwie osoby otrzymujÄ… + 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
pracujÄ…cego 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 przepuszczalnoÅ›ci filtru Õ
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:
Zzw = 1,6 m
Miąższość warstwy wodonośnej:
Hw = 20,0 m
Współczynnik filtracji:
kf = 21,0 m/d = 0,000243 m/s
Åšrednica studni:
2r = 0,60 m
Rzędna terenu:
Rt = 100,00 m n.p.m.
Uziarnienie gruntu:
d50 = 0,80 mm
Dane do projektu cd.
" łączna długość rury nad i podfiltrowej:
(ln+lp) = 3.0 m
Długość sumaryczną rury dobieramy z zakresu od
2 do 4.0 m (zw. swobodne)
lp  1 do 5 metrów
ln  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
metodÄ… Forchheimera
" Konwersja rzeczywistego obrysu grupy
współdziałających studni na zastępczy okrąg o
promieniu R0:
·(a + b)
R0 = , m
4
Schemat obliczeniowy współpracy studni
Rg
Dane do projektu cd.
" Współczynnik · zależny od
rozstawu współpracujących
studzien zlokalizowanych wokół
obiektu
" Dla układu o obrysie prostokątnym
współczynnik · dobieramy z tabeli
lub wykresu
b/a 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8
· 1,00 1,12 1,16 1,18 1,18
Obliczenia wydajności drenażu
" promień leja depresyjnego pojedynczej studni
wg wzoru Kusakina:
R = 575Å"sÅ" H Å"kf , m
w
" promień leja depresyjnego wywołanego przez
grupę współdziałających studzien:
R = R + R0, m
g
Obliczenia całkowitej wydajności drenażu
" Wydajność drenażu pionowego zupełnego (zw.
swobodne)
1.36Å" k Å" s Å"(2Å" H - s)
fw
Q = , m3 / s
R
g
lg
R0
Rg
Obliczenia całkowitej wydajności drenażu
" obniżenie zwierciadła w środku ciężkości:
R
Q
g
2
h0 = H -Å"ln , m
w
Ä„ Å"kf R0
Tabela 1. Obliczenia wydajności drenażu
s Ro R Rg Q h0
m m m m m3/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 h0 od wydajności drenażu Q
Wymagane obniżenie zwierciadła wody w punkcie ciężkości h0 = 16.3 m
Dla h0 = 16.3 m odczytano:
Q = 0.0420 m3/s
Wyznaczenie wydajności oraz depresji w
poszczególnych studniach
" Zakładamy wstępnie 4 (n = 4) studnie
rozmieszczone w rogach obiektu.
" Wydajność pojedynczej studni obliczamy ze
wzoru:
Q
q = , m3 / s
n
Wyznaczenie wydajności oraz depresji w
poszczególnych studniach
Wydajność pojedynczej studni:
Ä„ Å" k Å" s Å" 2H - s
( )
fw
q = , m3 / s
Rn
g
ln
n-1
n Å" r Å" R0
n  liczba studni współdziałających
Tabela 2. Obliczenia wydajności pojedynczej
studni
s q
m m3/s
1 0.0038
&
0.0143
10
Rys. 2 Wykres zależności depresji s od
wydajności pojedynczej studni q
Dla q = 0.0105 m3/s odczytano:
s = 5.5 m
Obliczenia prędkości wlotowej wody do
pojedynczej studni
" Dopuszczalną prędkość wlotową wody do
pojedynczej studni obliczamy ze wzoru:
k
f
vdop = , m / s
15
Rzeczywista prędkość wlotowa wody do
pojedynczej studni
" Rzeczywista prędkość wlotowa wody do
pojedynczej studni wyniesie:
q
vf = , m / s
Ff
gdzie:
q wydajności pojedynczej studni, m3/s
Ff powierzchnia czynna filtra, m2
Powierzchnia czynna filtra
Ff = 2Ä„r Å"lf , m2
gdzie:
lf długość czynna filtra, m
lf = H - s - ln +lp , m
( )
w
Sprawdzenie warunku dopuszczalnej prędkości
dopływu do studni
Ponieważ vf d" vdop założona ilość studzien (n = 4)
jest wystarczajÄ…ca/nie jest wystarczajÄ…ca, aby
uzyskać założone obniżenie zwierciadła wody w
punkcie ciężkości&
& W drugiej iteracji założono ilość studzien n = &
Dobór średnic&