31.01.2015 r

Temat:

Projekt odwodnienia wykopu

Fundamentowego.

IŚ-z

1. Obliczenie stateczności

ρ_w – gęstość wody

ρ_d – gęstość objętościowa szkieletu gruntowego

ρ_s - gęstość właściwa gruntu

ρ₀ - gęstość obliczeniowa z uwzględnieniem wyporu wody

n - porowatość

1. Zasięg leja depresji

h – głębokość wykopu od zw. wody gruntowej

k – współczynnik filtracji warstwy wodonośnej

R – zasięg leja depresji

S₀ – depresja w studni

1. Określenie rodzaju wykopu

R > L₀=> wykop brzegowy

R₀ - odległość od środka wykopu do zwierciadła wody w cieku

1. Podział wykopu w zależności od B:L

B : L = 0,986 => wykop brzegowy okrągły

L, B - wymiary wykopu w świetle studni

1. Określenie promienia wielkiej studni

r₀ – promień wielkiej studni

1. Obliczenie miąższości strefy czynnej ze wzoru Zamarina

H₀ – Miąższość warstwy wodonośnej ze zwierciadłem swobodnym, obliczona z różnicy rzędnych wynosi H₀ -16,2m

H_0z > H₀ do dalszych obliczeń przyjmuje mniejszą wartość, tj 16,2m

H₀- miąższość stery czynnej

S_cz- obniżenie zwierciadła wody założone

L_f- wysokość filtra

1. Wydatek wody Q [m³/d]

Q=q· n=

q- wydatek jednej studni

n –liczba studni

K- współczynnik filtracji warstwy wodonośnej

S₀- obniżenie zwierciadła wody

H_0- miąższość stery czynnej

R₀ – odległość od środka wykopu do zwierciadła wody w cieku

1. Obliczenie prędkości dopuszczalnej

K- współczynnik filtracji warstwy wodonośnej

1. Obliczenie wydatku pojedynczej studni

v_d- prekość dopuszczalna

L_d- wysokość filtra

r-promień studni

1. Obliczenie ilości studni

Q - dopływ wody do wykopu

q - wydatek pojedynczej studni

n – ilość studni

1. Współczynnik niezupełności studni

$$l = l_{f} + \frac{s_{\text{cz}} - s_{0}}{2} = 5,25\lbrack m\rbrack$$

$$M = H_{0} - S_{0} - \frac{S_{\text{cz}} - s_{0}}{2} = 10,8\ \lbrack m\rbrack$$

$$\zeta = f(\frac{l}{M},\frac{M}{r})$$

l/M = 0,49 M/r = 123,43

ζ = f(0,49,123,43) = 6, 17

1. Obliczenie obniżenia zwierciadła wody na zewnątrz

Sc_z = 7,15 m

|Sc_z−Sc_o| ≤ 0, 5m

0,46 m ≤ 0,5 m

S_cz- obniżenie zwierciadła wody założone

L_f- wysokość filtra

n – liczna studni

K –współczynnik filtracji

- współczynnik strat

1. Obliczanie obniżenia zwierciadła wody wewnątrz studni

$$h_{f} = a_{f} \bullet \sqrt{\frac{q \bullet \text{Sc}_{0}}{k \bullet F_{f}}} \bullet 0,01$$

F_f = 2π • r • l_f = 2 • 3, 14 • 0, 0825 • 3, 5 = 1, 923

a_f = 7

$$h_{f} = 7 \bullet \sqrt{\frac{244,25 \bullet 7,61}{7,46 \bullet 1,923}} \bullet 0,01 = 0,797\ \lbrack m\rbrack$$

1. Obliczenie urządzenia pompowego

   1. Określenie średnicy przewodu ssawnego

$$\mathbf{d}_{\mathbf{s}}\mathbf{=}\sqrt{\frac{\mathbf{4}\mathbf{q}}{\mathbf{\pi}\mathbf{v}_{\mathbf{\text{ds}}}}}$$

q = $244,25\left\lbrack \frac{m^{3}}{d} \right\rbrack$ = 0,002827 $\left\lbrack \frac{m^{3}}{s} \right\rbrack$

$$v_{\text{ds}} = 1,5\left\lbrack \frac{m}{s} \right\rbrack$$

$$d_{s} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,002827}{3,14 \bullet 1,5}} = 0,048998m$$

Przyjmuje średnice katalogową ds. = 2” = 0,05m

ds. –dopuszczalna średnica rury

1. Obliczenie prędkości rzeczywistej w przewodzie ssawnym

$$v_{\text{rzs}} = \frac{q}{\frac{\pi \bullet d^{2}}{4}}$$

$$v_{\text{rzs}} = \frac{0,002827\ }{\frac{\pi \bullet {0,05}^{2}}{4}} = 1,63\left\lbrack \frac{m}{s} \right\rbrack$$

3. Obliczenie wakuometrycznej wysokości ssania

H_s = h_ps + h_ss [m]

h_ps = h_f + S_cz + (rz.t−rz.zw) + 0, 5

h_ps = 0, 797m + 7, 15m + 0, 4m + 0, 5m = 8, 847

h_ss = h_Sd + h_Sk + h_Szw + h_Sz + h_Swl

$$h_{\text{Sd}} = \frac{8g}{C^{2}} \bullet \frac{L_{s}}{d_{s}} \bullet \frac{{v_{\text{rz}}}^{2}}{2g}$$

$$C = \frac{1}{n} \bullet R^{\frac{1}{6}}$$

n = 0,001

$$R = \frac{A}{O} = \frac{\pi r^{2}}{2\text{πr}} = \frac{3,14 \bullet {0,0635}^{2}}{2 \bullet 3,14 \bullet 0,0635} = 0,0318\lbrack m\rbrack$$

$$C = \frac{1}{0,044} \bullet {0,01}^{\frac{1}{6}} = 59,36$$

L_s = h_ps+1 = 8, 847 m + 1 m = 9,847 m

$$h_{\text{Sd}} = \frac{8 \bullet 9,81}{{59,36}^{2}} \bullet \frac{9,847}{0,05} \bullet \frac{{1,63}^{2}}{2 \bullet 9,81} = 0,594\ \lbrack m\rbrack$$

$$h_{\text{Sk}} = \xi \bullet \frac{{v_{\text{rz}}}^{2}}{2g} = 0,17 \bullet \frac{{1,63}^{2}}{2 \bullet 9,81} = 0,023\ \lbrack m\rbrack$$

$$h_{\text{Skz}} = \xi \bullet \frac{{v_{\text{rz}}}^{2}}{2g} = 0,25 \bullet \frac{{1,63}^{2}}{2 \bullet 9,81} = 0,034\ \lbrack m\rbrack$$

$$h_{\text{Szw}} = \xi \bullet \frac{{v_{\text{rz}}}^{2}}{2g} = 7 \bullet \frac{{1,63}^{2}}{2 \bullet 9,81} = 0,949\ \left\lbrack M \right\rbrack$$

$$h_{\text{SWL}} = \xi \bullet \frac{{v_{\text{rz}}}^{2}}{2g} = 1 \bullet \frac{{1,63}^{2}}{2 \bullet 9,81} = 0,136\ \lbrack m\rbrack$$

h_ss = 0, 594 + 0, 023 + 0, 034 + 0, 949  + 0, 136 = 1, 735 m

H_s=8, 847m+1, 735m=10, 582 [m]

h_ps – geometryczna wysokość ssania

h_ss - straty ciśnienia w przewodzie ssawnym

s - odległość przewodu do górnej krawędzi filtra

h_sd, h_sk, h_szw, h_skz- straty na długości, kolanku, zaworze, klapie

c - współczynnik prędkości

R - promień hydrauliczny

1. Obliczenie manometrycznej wysokości tłoczenia

   1. Określenie średnicy przewodu tłocznego

$$\mathbf{d}_{\mathbf{t}}\mathbf{=}\sqrt{\frac{\mathbf{4}\mathbf{q}}{\mathbf{\pi}\mathbf{v}_{\mathbf{\text{dt}}}}}$$

q = 0, 002827 $\left\lbrack \frac{m^{3}}{s} \right\rbrack$

$$v_{\text{dt}} = 3,5\ \left\lbrack \frac{m}{s} \right\rbrack$$

$$d_{t} = \sqrt{\frac{4 \bullet 0,002827\ }{\pi \bullet 3,5}} = 0,0321\ m = 3,21\ \text{cm}$$

1. Obliczenie prędkości rzeczywistej

$$v_{\text{rz}} = \frac{q}{\frac{\pi \bullet d^{2}}{4}}$$

Przyjęto średnice przewodu ssawnego 2,0”= 0,0508 m

$$v_{\text{rz}} = \frac{0,002827}{\frac{\pi \bullet {0,03125}^{2}}{4}} = 3,688\ \left\lbrack \frac{m}{s} \right\rbrack$$

1. Obliczenie manometrycznej wysokości tłoczenia

H_t = h_pt + h_st [m]

h_pt = 0, 5m

h_st = h_Sd + h_Sk + h_Szw + h_Skz

$$h_{\text{Sd}} = \frac{8g}{C^{2}} \bullet \frac{L_{t}}{d_{s}} \bullet \frac{{v_{\text{rz}}}^{2}}{2g}$$

$$C = \frac{1}{n} \bullet R^{\frac{1}{6}}$$

n = 0,001

$$R = \frac{A}{O} = \frac{\pi r^{2}}{2\text{πr}} = 0,044\ \lbrack m\rbrack$$

C = 59, 360

h_Sd = 0, 963 m

$$h_{\text{Sk}} = \xi \bullet \frac{{v_{\text{rz}}}^{2}}{2g} = 0,118\ \lbrack m\rbrack$$

$$h_{\text{Skz}} = \xi \bullet \frac{{v_{\text{rz}}}^{2}}{2g} = 0,173\ \lbrack m\rbrack$$

$$h_{\text{Szw}} = \xi \bullet \frac{{v_{\text{rz}}}^{2}}{2g} = 4,852\lbrack m\rbrack$$

$$h_{\text{Swl}} = \xi \bullet \frac{{v_{\text{rz}}}^{2}}{2g} = 0,693\lbrack m\rbrack$$

$$h_{\text{Swd}} = \xi \bullet \frac{{v_{\text{rz}}}^{2}}{2g} = 4,159\lbrack m\rbrack$$

h_st = 10, 957 m

H_t=0,5m+10, 957m=1, 574 [m]

h_pt – geometryczna wysokość tłoczenia

h_st- straty ciśnienia w przewodzie tłocznym

s- odległość przewodu do górnej krawędzi filtra

h_sd, h_sk, h_szw, h_skz- straty na długości, kolanku, zaworze, klapie

c- współczynnik prędkości

R- promień hydrauliczny

1. Obliczenie manometrycznej wysokości podnoszenia

H_m=(H_s+H_t)•1,05=(10, 582+10, 957)•1,05=23, 1414 m