Строительные технологии

Устройство котлованов и водопонижение

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Приток грунтовой воды при водопонижении рассчитывается по закону Дарси о

скорости движения грунтовых вод в пористых грунтах.

Закон Дарси может быть использован в случае ламинарного движения,

что соответствует небольшим значениям гидравлического градиента.

Это уравнение может бьггь использовано только тогда, когда грунтовая

вода притекает к колодцу с небольшой скоростью. Вблизи колодца

этот закон или полностью не соблюдается, или соблюдается лишь 

частично. Однако эта область по отношению ко всей зоне влияния 

водопонижении невелика, поэтому основанные на его использовании положения, которые будут приведены ниже, могут применяться в расчетах с 

достаточной для практических целей точностью.

Скважины-колодцы совершенного типа, расположенные в 

безнапорном водоносном слое. Приток грунтовой воды к рассматриваемому

типу скважины-колодца основывается на использовании сделанных

Депюи [30] и Тиеманом [137] расчетах. В этих расчетах исходили из 

следующих предпосылок;

распространение депресснонной кривой по горизонтальному 

направлению является неограниченным;

водопроницаемый слой грунта является однородным, имеет 

постоянную толщину и располагается горизонтально;

скважина-колодец достигает водоупорного слоя;

течение грунтовой воды является стационарным и скорость вдоль

всего фильтрационного фронта является постоянной;

уровень грунтовых вод является постоянным;

фильтрующая поверхность скважины-колодца распространяется на

всю высоту водопроницаемого слоя грунта.

Это выражение получило название "формула колодца". При выводе

формулы Депвои — Тиемана было принято» что течение грунтовой воды

является стационарным и что значение скорости потока во всех точках

поверхности депрессионной кривой на цилиндре с радиусом х и при 

высоте Z является также постоянным- Доказательством этого служит 

рассмотрение линий равных значений скорости и равных значений 

потенциалов. Однако скорость притекания в колодец грунтовой воды не 

постоянна по его высоте. Это является следствием того, что линии равного 

потенциала пересекают линии тока под прямым углом, а линии тока 

вместе с депрессионной кривой должны образовывать удовлетворительную

сетку линий равных потенциалов.

Однако в практических условиях постоянный приток грунтовой

воды к скважине-колодцу невозможен, так как по мере раслростране-

Ш1Я депрессионной кривой напор падает и тем самым снижается 

величина притекающего к скважине-колодцу притока воды.

Босолд основываясь на опытных данных, считает, что из-за

наличия этой разницы уровней отметка поступления воды в скважину-

колодец должна быть несколько понижена.

Различия в положениях уровня водной поверхности были приближен

ным способом проверены на моделях. Босолд в работе приводит

результаты исследований, выполненных Оллосом, при которых бьша 

определена разница в отметках уровня выхода грунтовых вод на стенке

скважины-колодца и уровня воды в нем, которая приближенно может

быть определена по следующей зависимости

Скважины-колодцы несовершенного типа, расположенные в 

безнапорном водоносном слое. Если в этом случае приток грунтовой воды

рассчитывается как для скважины-колодца совершенного типа, то 

получаемый приток грунтовой воды будет занижен, так как в скважину-

колодец поступает дополнительный приток воды. Если все же 

используются формулы для скважийы-колодца совершенного типа, что в 

практических условиях случается довольно часто, то получаемый при этом

расчете приток, в зависимости от глубины расположения водоупорного

слоя, должен быть увеличен на 10—30%.

Дебет скважины-колодца определяется только при таком положении

грунтовой воды в нем, который определяет точку пересечения линии

расхода у с линией расхода, определяемого по формуле

Проблематичным в теории Сихарда является то, что значение 

скорости потока грунтовой воды принимается постоянным по всей площади

притока.

Исследования Оллоса, а также результаты других проведенных

исследований показывают, что оптимальное понижение уровня 

грунтовой воды в пределах депрессионной кривой наступает, когда уровень

грунтовой воды за пределами скважины-колодца находится на половине

его высоты, а уровень воды внутри него для спучая скважины-колодца

совершенного типа находится на уровне водонепроницаемого слоя

грунта

Продолжительность водопонижения. Процесс водопонижения может

бьпь разделен на две фазы - активную и пассивную. В течение первой

фазы уровень воды в скважине-колодце изменяется значительно, после

чего устанавливается постоянный приток воды. В течение второй фазы

происходит постепенное понижение депрессионной кривой. Эта фаза

характеризуется постоянным положением уровня воды в скважине-

колодце.

Учет этих двух фаз при больших объемах водопонижения не имеет

большого значеннятак как величина притекающего к 

скважине-колодцу количества воды и вследствие этого необходимая развиваемая  мощность насосов в течение второй фазы будут меньше, чем в течение первой фазы. В дальнейшем в процессе водопонижения в грунтах средней  водопроницаемости интерес представляет время, необходимое для понижения уровня грунтовой воды.

 ВОДООТЛИВ И ПОНИЖЕНИЕ УРОВНЯ ГРУНТОВЫХ ВОД. Иглофильтровые установки

 Водопонижение. ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ В ВОДОНАСЫЩЕННЫХ ГРУНТАХ И ...