Рис. 19. Расчетные схемы глубинного дренажа: а - систематический; б – кольцевой (контурный); в - однолинейный; 1 - совершенный; 2 – несовершенный

Расчет глубинного дренажа

4.29. При проектировании мероприятий по понижению уровня грунтовых вод под искусственными покрытиями и на отдельных грунтовых участках летного поля наиболее часто встречаются следующие случаи расчета горизонтального глубинного дренажа (рис. 19):

систематического дренажа, рассчитываемого на случай, когда подземные воды пополняются за счет инфильтрации атмосферных осадков и не имеют ясно выраженного направления потока;

однолинейного и кольцевого (контурного) дренажей, рассчитываемых на понижение уровня потока грунтовых вод.

4.30. При неглубоком залегании водоупора предусматривается дренаж совершенного типа, укладываемый на поверхность водоупора для полного перехвата подземных вод. При глубоком залегании водоупора предусматривается дренаж несовершенного типа, закладываемый выше водоупора.

4.31. Расчет систематического дренажа заключается в определении:

расстояний между дренами, обеспечивающих понижение уровня грунтовых вод до принятой нормы осушения Р;

расчетного расхода вода, поступающей в дрены.

4.32. Расчетный расход Q в дренаже совершенного и несовершенного типа вычисляется по формуле

Q = 2aWL_g (32)

где 2а - расстояние между дренами;

L_g - длина дрены;

W - интенсивность инфильтрации атмосферных осадков или других вод в грунте (при отсутствии опытных данных значение W принимается по табл. 4 приложения 4).

Расстояния между дренами определяются по формулам:

при совершенном дренаже

, (33)

где Н_max - максимальная высота пониженного уровня грунтовых вод над водоупором в междудренажном пространстве;

К_ф - коэффициент фильтрации, принимаемый по данным инженерно-геологического заключения, а при отсутствии данных - по табл. 5 приложения 4;

при несовершенном дренаже

, (34)

где h_max - максимальное превышение пониженного уровня грунтовых вод над уровнем воды в несовершенном дренаже в междудренажном пространстве;

(можно определять по графику на рис. 1 приложения 7);

r_g - радиус дрены, значение которого принимается равным половине ширины дренирующей обсыпки или траншеи дренажа;

Т - превышение несовершенной дрены над водоупором.

Значение Т определяется методом попыток, задаваясь рядом значений h_max по формуле

Т = Н_В - (h_maх + Р),

где Н_B - глубина расположения водоупора_.

4.33. Расчет кольцевого (контурного) дренажа заключается в определении:

положения пониженного уровня грунтовых вод внутри и вне контура;

расчетного расхода воды, поступающей в дрены.

4.34. Расчетный расход воды в кольцевой дрене совершенного типа при безнапорных условиях определяется по формуле

, (35)

где Н - высота непониженного уровня грунтовых вод над водоупором;

R_I - радиус депрессии кольцевого дренажа, определяемый опытным путем.

При отсутствии опытных данных R_I определяется подбором по уравнению

, (36)

где h - глубина погружения дрены под непониженный уровень грунтовых вод.

Приведенный радиус прямоугольного кольцевого (контурного) дренажа r₀ равен

(37)

где L и В - длина и ширина прямоугольного контура дренажа;

η_* - коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения ^B/_L:

^B/_L

0 - 0,1

0,20

0,40

0,60 - 1

η_*

1,00

1,12

1,16

1,18

Для других конфигураций можно применять формулу

где F - площадь, ограниченная контуром.

Значение R_I может быть определено по графику на рис. 2 приложения 7.

Расчетный расход воды в кольцевой дрене несовершенного типа определяется по формуле

, (38)

4.35. Уровень грунтовой воды внутри контура совершенного кольцевого дренажа приблизительно находится на уровне воды в дренах. Вне контура высота пониженного уровня Н_х над водоупором на расстоянии X от оси дренажа Y. (см. рис. 5 приложения 7) определяется по формуле

(39)

При совершенном дренаже можно принять h = H.

Превышение пониженного уровня грунтовых вод над уровнем воды в несовершенной дрене h_y в центре контура кольцевого дренажа определяется по формуле

, (40)

В формулах (39) и (40) φ = φ₁ - φ₂. Значений функций φ₁, φ₂ и F определяются по графику на рис. 3 приложения 7 в зависимости от соотношений и .

Превышение пониженного уровня грунтовых вод над уровнем воды в несовершенной дрене h_x на расстоянии X от оси дренажа Y (cм. рис. 5 приложения 7) определяется по формуле

, (41)

Высота высачивания h_max, т.е. разрыв между уровнем воды в дрене и на контакте дренажной обсыпки с грунтом (рис. 20), определяется по формуле

(42)

где Q₀ - расход (дебит) воды на 1 пог. м дренажа.