Определению количества иглофильтров (ЛИУ) 





Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Определению количества иглофильтров (ЛИУ)



Определению количества иглофильтров (ЛИУ)

Литература, включающая данную методику расчета:

1) СНиП ч.2 «Проектирование оснований и фундаментов».

2) Справочник проектировщика.

3) Хамзин «ТСП, курсовое и дипломное проектирование»

4) Кузнецов «Технология земляных работ»

 

Выполнить:

1. Составить блок данных для расчета.

2. Составить расчетную схему (рис. 1, рис. 2) по размерам разработанных выемок в составе ранее выполняемой ТК на производство земляных работ.

3. Рассчитать количество иглофильтров.

4. Определить шаг иглофильров.

5. Разработать схему производства работ (в плане и в разрезе) на период работ понижения уровня грунтовых вод (УГВ).

6. Разработать фрагмент календарного плана, включающего следующие работы6

1) погружение игл ЛИУ,

2) монтаж коллектора,

3) осушение грунтового массива (понижение УГВ),

4) работа ЛИУ, равная по продолжительности работнулевого цикла, включая обратную

засыпку.

5) демонтаж коллектора,

6) извлечение игл ЛИУ.

 

Блок данных

Для расчета требуются следующие данные:

1. Тип грунта: супесь

2. Коэффициент фильтрации (например, коэффициент фильтрации супеси меняется в переделах от 0,1 до 1,0 м/сут.; при отсутствии данных можно принять супесь с kф, м/сут.=1м/сут.

3. Расстояние от бровки котлована (или траншеи)  до иглы ЛИУ, принять:

 l = 0,5 – 1,0 м. (в случае осушения массива грунта методом «Электроосмоса»    l = 1,0м);

4. Высота капиллярного подсоса (табл. 1, принятая из сб. 01 НПРМ), т.е. толщина слоя мокрого грунта над уровнем грунтовых вод выше УГВ.

5. Глубина выемки (котлована или траншей), принять самостоятельно от 2.0 до 3.5 м.

6. Уровень грунтовых вод (УГВ), при отсутствии данных,  принять  на высоте 0,5 – 1,0м от основания котлована.

7. Длина металлических игл комплекта ЛИУ может составлять: 6,5 м; 7,5 м; 8,5 м, 9,0 м; (в расчете игла ЛИУ может быть принята любой длины, с учетом того, что иглофильтры желательно заглублять в грунт ниже основания котлована или траншеи не менее 1,5 – 2,0 м).

8. Высота фильтрового звена иглы может составлять 0,94 – 1,25 м. (принять равной 1,25м).

9. Внутренней диаметром фильтрового звена 38 мм, наружная труба фильтрового звена (с отверстиями) имеет диаметр 50 мм.

10. Погружают иглофильтры на рабочую глубину 7 – 8 м гидравлическим способом либо в предварительно пробуренную скважину (в расчетах принять метод гидропогружения игл ЛИУ)

 

Расчетная схема

1. В соответствии с блоком данных, разработать расчетную схему (рис. 1а) работы системы ЛИУ, пример расчетной схемы с поперечным размером котлована приведен на рис. 1 б.  Расчетную схему требуется разработать в соответствии с размерами котлована, соблюдая масштаб.

а)

 

 

б)

Рис. 1 Расчетная схема размещения ЛИУ относительно котлована: а- условная расчетная схема (без системы водоотвода; б) пример расчетной схемы (Снигирева В.Н., гр ПГС-12-1).

Примеры схем производства работ, выполняемые студентами с в составе КП на технологии понижения грунтовых вод, приведены на рис. 2 и рис. 3.

Нв.сл. – мощность водоносного слоя (высота водоносного слоя) определяется расстоянием от уровня сухого грунта (или условно от уровня грунтовых вод) до низа фильтра иглы (можно принять до водоупорного слоя геологического разреза площадки).

 

Высота капиллярного подъема воды в различных грунтах

сб. 01 НПРМ

                                                                                                             Таблица 1

№ п/п Тип грунта Ед. Изм. Толщина слоя мокрого грунта от УГВ (h2)
1. Пески и легкие супеси м 0,3
2. Пески пылеватые и тяжелые супеси м 0,5
3. Суглинки, глины и лессовые грунты м 1,0

 

 

 

 

Рис. 2. Схемы производства работ

 

а)

 

б)

 

Рис. 3 Продольный разрез  системы ЛИУ: а – с кольцевой системой поверхностного водоотлива; б - с участком водоотлива в торце котлована и вдоль длинных его сторон


Методика расчета

1) Требуемая производительность насосной установки:

Например, производительность различных типов ЛИУ составляет 60 - 140 м3/ч с комплектом иглофильтров 60 - 100 шт

 

Где:

НВ.СЛ. – высота водоносного слоя, т.е высота от фильтра иглы до слоя сухого грунта: до первоначального уровня грунтовых вод, включая высоту мокрого грунта (выше УГВ), образованного капиллярным подсосом воды (табл. 1), м.

 

НВ.СЛ. = НЛИУ – h1 + h2,                 

 

h1  - уровень размещения грунтовых вод относительно дневной поверхности земли (значение        

h1 определяется в соответствии с расчетной схемой);

h2 – высота капиллярного подсоса, т.е. толщина слоя мокрого грунта, располагаемого выше уровня грунтовой вод, (табл. 1).

r - приведенный радиус группы иглофильтров (формула представлена ниже)

Rr - радиус действия группы иглофильтров (формула представлена ниже);

S - толщина мокрого слоя грунта, включающего в себя:

1)  слой грунта капиллярного подсоса,

2) слоя мокрого грунта от депрессионной кривой до основания выемки, равного  0,5м, (минимальная глубина понижения УГВ относительно дна выемки, предусмотренная нормами СНиП).

 

S = (Нкотл (тр) - h1) + h2 + 0,5, м                            

 

ПРИМЕЧАНИЕ: единицы измерения требуемой производительности насосной установки перевести из м3/сут. в м3/час.

1) Приведенный радиус группы иглофильтров:

                                                                                         

Где Fрасч. – расчетная площадь осушения, м²,

 

ПРИМЕЧАНИЕ:

В числителе представлена площадь зоны действия иглофильтров:

1) в случае разработки котлована принимается площадь, заключенная в контур коллектора (с учетом размеров котлована по верху и расположения игл ЛИУ на расстоянии 0,5 м или 1,0 м от бровки выемки)

2) В случае разработки траншеи, площадь зоны действия иглофильтров определяемая аналогично, учитываются размеры траншеи поверху и расположение игл ЛИУ относительно ее бровки.

Например, при осушении котлована технологической линией кольцевой системы, величина (r) определяется в соответствие с преобразованной формулой .

 

         

  

Где:

b – ширина котлована по низу, м;

с – длина котлована по низу, м;

Hкот · m – ширина заложения откоса, м; 

l = принятая 0,5 м (или 1,0 м) - расстояние от бровки выемки до технологической линии 

 

2) Радиус действия группы иглофильтров:

                                   

 

Где: R1 - радиус действия одного иглофильтра (формула 4)

 

3) Радиус действия одного иглофильтра:

                                                                    

4) Пропускная способность одного иглофильтра:

                                                                            

где:

d – диаметр ЛИУ, м

kф - коэффициент фильтрации грунта (принять в соответствием задания, м3/сут.)

 

ПРИМЕЧАНИЕ:

1. Диаметр ЛИУ принять в м., (например, при диаметре ЛИУ, равным 50 мм., в расчет принять 0,05 м),

2. Коэффициент фильтрации (kф), учитывать в формуле без изменения единиц измерения, принять м3/сут. (результат эмпирической формулы будет выражен в м3/час).

 

5) Расчетное (требуемое) число иглофильтров N расч. определяется по формуле:

        

 

По значению Nрасч. подобрать комплект иглофильтров (табл. 2, табл. 3), т.е. установить принятое количество иглофильтров Nпр. Наибольшее распространение получили установки

ЛИУ-3, ЛИУ-5 и ЛИУ-6. Можно принимать разные комплекты ЛИУ по количеству игл Лиу, но неизменного диаметра.

 

6) Шаг ЛИУ определяется соотношением:

(расстояние между иглами ЛИУ может составлять 0,75 – 3,0 м)

 

      

Где : 

Ртехн. нитки – длина коллектора, объединяющего иглы ЛИУ (определяется проектируемой длиной технологической линии водопонижающей системы)

1. Например, периметр технологических линий (коллектора), размещенной относительно котлована по кольцевой системе, определяется по формуле:

 

Р = [2· (с + 2H·m + 2·0,5) + 2· (b + 2H·m + 2·0,5)]

2. Например, периметр технологических линий, размещенной относительно котлована: по кольцевой системе с разрывом на ширину въездной траншеи, определяется по формуле. 

 Р = [2· (с + 2H·m + 2·0,5) + 2· (b + 2H·m + 2·0,5)] - lразр.                  

3. Например, длина технологических линий, размещенной вдоль траншеи или котлована (с одной из длинных сторон траншеи или котлована). Р = с + 2H·m 

Где;

 lразр. – длина технологической линии водопонижающей системы, например, запроектированная с учетом ширины въездной траншеи.

с – длина котлована или траншеи по низу, м.

Система может состоять их отдельных систем ЛИУ, каждая из которых обслуживается насосной установкой (система не обязательно должна быть единой и закольцованной). Длину коллектора, обслуживаемого насосной установкой, ориентировочно принять 100 м (табл.4), в различных комплектах длина коллектора может состоять 54 м, 100 м, 105 м.

ПРИМЕЧАНИЕ: Всасывающий коллектор укладывают с уклоном от насоса 0,01- 0,02%. Для изменения направления коллектора в комплект установки входят по 4 колена 45° и 90°.

 

Комплекты иглофильтров

                                                                                                                                       Таблица 2

Наименование

Тип установки

ПВУ-2

ЛИУ

ЛИУ-3

1.Мощность насосного агрегата, кВт

55

28

10

2. Количество воды, откачиваемой установкой

100

63

60

3. Число (N) ЛИУ, шт.

100

34

28

4. Вес установки, т

10,73

3,15

2,52

5. Диаметр ЛИУ, м

0,038

0,05

0,05

6. Длина игл ЛИУ,м 6.00 - 9.00

6.00 - 9.00

6.00 - 9.00
           

Водопонижения ЛИУ-6БМ

                                                                                                                     Таблица 4

Максимальная высота самовсасывания, м 7,3
Максимальное разряжение во всасывающем коллекторе, КПа 80
Рекомендуемый напор при водопонижении, МПа 0,16-0,32
Номинальная длина коллектора, м 100
Длина одного звена коллектора, м 6
Диаметр условного прохода коллекторных труб, мм 146
Номинальное количество иглофильтров, шт 100
Диаметр условного прохода надфильтровых труб, мм 40
Максимальная длина иглофильтрового звена, м 8,5
Установленная электрическая мощность, кВт 33
Максимальное вакуумметрическое разряжение, создаваемое вакуумнасосом, КПа 92
Производительность по воздуху при разряжении в коллекторе 71,4 КПа, м3/час 16
Производительность по воде при напоре 0,33 МПа, м3/час 140
Максимальный напор на выходе из насоса, МПа (кГс/см2) 0,38
Мощность электродвигателя, кВт 22
Масса установки, кг 7110

Габаритные размеры в рабочем состоянии, м:

длина (номинальная) 100
ширина (максимальная) 4,5
высота 3

 

ПРИМЕЧАНИЕ

При сравнении Нвр (чел.-час.) на процесс «Гидравлическое погружение иглофильтров» по сб. ЕНиР (принято из ТТК) – табл. 2 и величины, принятой по СНиП ч. 4 «Сметные нормы» (табл. 3) очевидно, что значения отличаются (при переводе норм на погружение одного иглофильтра), различие значений объясняется тем, что в сб. СНиП нормы приведены в качестве КОМПЛЕКСНЫХ (или иначе, УКРУПНЕННЫХ) показателей, учитывающие вспомогательные процессы.


Численный состав бригады

1. Численный состав бригады (10 чел.) представлен при занятости одной строительной машины (буровой установки или установки для гидропогружения иглофильтров),

2. Численный и профессиональный состав специализированной бригады на выполнении водопонизительных работ составляет 9 - 10 чел. (ТТК), в том числе,

1 Машинист буровой установки: 1 чел.

2. Рабочие

  Звено установки иглофильтров: 3 или 4 чел.

 Звено размыва скважин:  5 чел.

 

Определению количества иглофильтров (ЛИУ)

Литература, включающая данную методику расчета:

1) СНиП ч.2 «Проектирование оснований и фундаментов».

2) Справочник проектировщика.

3) Хамзин «ТСП, курсовое и дипломное проектирование»

4) Кузнецов «Технология земляных работ»

 

Выполнить:

1. Составить блок данных для расчета.

2. Составить расчетную схему (рис. 1, рис. 2) по размерам разработанных выемок в составе ранее выполняемой ТК на производство земляных работ.

3. Рассчитать количество иглофильтров.

4. Определить шаг иглофильров.

5. Разработать схему производства работ (в плане и в разрезе) на период работ понижения уровня грунтовых вод (УГВ).

6. Разработать фрагмент календарного плана, включающего следующие работы6

1) погружение игл ЛИУ,

2) монтаж коллектора,

3) осушение грунтового массива (понижение УГВ),

4) работа ЛИУ, равная по продолжительности работнулевого цикла, включая обратную

засыпку.

5) демонтаж коллектора,

6) извлечение игл ЛИУ.

 

Блок данных

Для расчета требуются следующие данные:

1. Тип грунта: супесь

2. Коэффициент фильтрации (например, коэффициент фильтрации супеси меняется в переделах от 0,1 до 1,0 м/сут.; при отсутствии данных можно принять супесь с kф, м/сут.=1м/сут.

3. Расстояние от бровки котлована (или траншеи)  до иглы ЛИУ, принять:

 l = 0,5 – 1,0 м. (в случае осушения массива грунта методом «Электроосмоса»    l = 1,0м);

4. Высота капиллярного подсоса (табл. 1, принятая из сб. 01 НПРМ), т.е. толщина слоя мокрого грунта над уровнем грунтовых вод выше УГВ.

5. Глубина выемки (котлована или траншей), принять самостоятельно от 2.0 до 3.5 м.

6. Уровень грунтовых вод (УГВ), при отсутствии данных,  принять  на высоте 0,5 – 1,0м от основания котлована.

7. Длина металлических игл комплекта ЛИУ может составлять: 6,5 м; 7,5 м; 8,5 м, 9,0 м; (в расчете игла ЛИУ может быть принята любой длины, с учетом того, что иглофильтры желательно заглублять в грунт ниже основания котлована или траншеи не менее 1,5 – 2,0 м).

8. Высота фильтрового звена иглы может составлять 0,94 – 1,25 м. (принять равной 1,25м).

9. Внутренней диаметром фильтрового звена 38 мм, наружная труба фильтрового звена (с отверстиями) имеет диаметр 50 мм.

10. Погружают иглофильтры на рабочую глубину 7 – 8 м гидравлическим способом либо в предварительно пробуренную скважину (в расчетах принять метод гидропогружения игл ЛИУ)

 

Расчетная схема

1. В соответствии с блоком данных, разработать расчетную схему (рис. 1а) работы системы ЛИУ, пример расчетной схемы с поперечным размером котлована приведен на рис. 1 б.  Расчетную схему требуется разработать в соответствии с размерами котлована, соблюдая масштаб.

а)

 

 

б)

Рис. 1 Расчетная схема размещения ЛИУ относительно котлована: а- условная расчетная схема (без системы водоотвода; б) пример расчетной схемы (Снигирева В.Н., гр ПГС-12-1).

Примеры схем производства работ, выполняемые студентами с в составе КП на технологии понижения грунтовых вод, приведены на рис. 2 и рис. 3.

Нв.сл. – мощность водоносного слоя (высота водоносного слоя) определяется расстоянием от уровня сухого грунта (или условно от уровня грунтовых вод) до низа фильтра иглы (можно принять до водоупорного слоя геологического разреза площадки).

 

Высота капиллярного подъема воды в различных грунтах

сб. 01 НПРМ

                                                                                                             Таблица 1

№ п/п Тип грунта Ед. Изм. Толщина слоя мокрого грунта от УГВ (h2)
1. Пески и легкие супеси м 0,3
2. Пески пылеватые и тяжелые супеси м 0,5
3. Суглинки, глины и лессовые грунты м 1,0

 

 

 

 

Рис. 2. Схемы производства работ

 

а)

 

б)

 

Рис. 3 Продольный разрез  системы ЛИУ: а – с кольцевой системой поверхностного водоотлива; б - с участком водоотлива в торце котлована и вдоль длинных его сторон


Методика расчета

1) Требуемая производительность насосной установки:

Например, производительность различных типов ЛИУ составляет 60 - 140 м3/ч с комплектом иглофильтров 60 - 100 шт

 

Где:

НВ.СЛ. – высота водоносного слоя, т.е высота от фильтра иглы до слоя сухого грунта: до первоначального уровня грунтовых вод, включая высоту мокрого грунта (выше УГВ), образованного капиллярным подсосом воды (табл. 1), м.

 

НВ.СЛ. = НЛИУ – h1 + h2,                 

 

h1  - уровень размещения грунтовых вод относительно дневной поверхности земли (значение        

h1 определяется в соответствии с расчетной схемой);

h2 – высота капиллярного подсоса, т.е. толщина слоя мокрого грунта, располагаемого выше уровня грунтовой вод, (табл. 1).

r - приведенный радиус группы иглофильтров (формула представлена ниже)

Rr - радиус действия группы иглофильтров (формула представлена ниже);

S - толщина мокрого слоя грунта, включающего в себя:

1)  слой грунта капиллярного подсоса,

2) слоя мокрого грунта от депрессионной кривой до основания выемки, равного  0,5м, (минимальная глубина понижения УГВ относительно дна выемки, предусмотренная нормами СНиП).

 

S = (Нкотл (тр) - h1) + h2 + 0,5, м                            

 

ПРИМЕЧАНИЕ: единицы измерения требуемой производительности насосной установки перевести из м3/сут. в м3/час.

1) Приведенный радиус группы иглофильтров:

                                                                                         

Где Fрасч. – расчетная площадь осушения, м²,

 

ПРИМЕЧАНИЕ:

В числителе представлена площадь зоны действия иглофильтров:

1) в случае разработки котлована принимается площадь, заключенная в контур коллектора (с учетом размеров котлована по верху и расположения игл ЛИУ на расстоянии 0,5 м или 1,0 м от бровки выемки)

2) В случае разработки траншеи, площадь зоны действия иглофильтров определяемая аналогично, учитываются размеры траншеи поверху и расположение игл ЛИУ относительно ее бровки.

Например, при осушении котлована технологической линией кольцевой системы, величина (r) определяется в соответствие с преобразованной формулой .

 

         

  

Где:

b – ширина котлована по низу, м;

с – длина котлована по низу, м;

Hкот · m – ширина заложения откоса, м; 

l = принятая 0,5 м (или 1,0 м) - расстояние от бровки выемки до технологической линии 

 

2) Радиус действия группы иглофильтров:

                                   

 

Где: R1 - радиус действия одного иглофильтра (формула 4)

 

3) Радиус действия одного иглофильтра:

                                                                    

4) Пропускная способность одного иглофильтра:

                                                                            

где:

d – диаметр ЛИУ, м

kф - коэффициент фильтрации грунта (принять в соответствием задания, м3/сут.)

 

ПРИМЕЧАНИЕ:

1. Диаметр ЛИУ принять в м., (например, при диаметре ЛИУ, равным 50 мм., в расчет принять 0,05 м),

2. Коэффициент фильтрации (kф), учитывать в формуле без изменения единиц измерения, принять м3/сут. (результат эмпирической формулы будет выражен в м3/час).

 

5) Расчетное (требуемое) число иглофильтров N расч. определяется по формуле:

        

 

По значению Nрасч. подобрать комплект иглофильтров (табл. 2, табл. 3), т.е. установить принятое количество иглофильтров Nпр. Наибольшее распространение получили установки

ЛИУ-3, ЛИУ-5 и ЛИУ-6. Можно принимать разные комплекты ЛИУ по количеству игл Лиу, но неизменного диаметра.

 

6) Шаг ЛИУ определяется соотношением:

(расстояние между иглами ЛИУ может составлять 0,75 – 3,0 м)

 

      

Где : 

Ртехн. нитки – длина коллектора, объединяющего иглы ЛИУ (определяется проектируемой длиной технологической линии водопонижающей системы)

1. Например, периметр технологических линий (коллектора), размещенной относительно котлована по кольцевой системе, определяется по формуле:

 

Р = [2· (с + 2H·m + 2·0,5) + 2· (b + 2H·m + 2·0,5)]

2. Например, периметр технологических линий, размещенной относительно котлована: по кольцевой системе с разрывом на ширину въездной траншеи, определяется по формуле. 

 Р = [2· (с + 2H·m + 2·0,5) + 2· (b + 2H·m + 2·0,5)] - lразр.                  

3. Например, длина технологических линий, размещенной вдоль траншеи или котлована (с одной из длинных сторон траншеи или котлована). Р = с + 2H·m 

Где;

 lразр. – длина технологической линии водопонижающей системы, например, запроектированная с учетом ширины въездной траншеи.

с – длина котлована или траншеи по низу, м.

Система может состоять их отдельных систем ЛИУ, каждая из которых обслуживается насосной установкой (система не обязательно должна быть единой и закольцованной). Длину коллектора, обслуживаемого насосной установкой, ориентировочно принять 100 м (табл.4), в различных комплектах длина коллектора может состоять 54 м, 100 м, 105 м.

ПРИМЕЧАНИЕ: Всасывающий коллектор укладывают с уклоном от насоса 0,01- 0,02%. Для изменения направления коллектора в комплект установки входят по 4 колена 45° и 90°.

 

Комплекты иглофильтров

                                                                                                                                       Таблица 2

Наименование

Тип установки

ПВУ-2

ЛИУ

ЛИУ-3

1.Мощность насосного агрегата, кВт

55

28

10

2. Количество воды, откачиваемой установкой

100

63

60

3. Число (N) ЛИУ, шт.

100

34

28

4. Вес установки, т

10,73

3,15

2,52

5. Диаметр ЛИУ, м

0,038

0,05

0,05

6. Длина игл ЛИУ,м 6.00 - 9.00

6.00 - 9.00

6.00 - 9.00
           




Последнее изменение этой страницы: 2019-12-15; просмотров: 868; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.161.98.96 (0.008 с.)