Odvodnenie stavebnej jamy Cvičenie č. 6

Zadanie č. 6 Navrhnite svahovanú stavebnú jamu a jej odvodnenie pre dané rozmery stavebného objektu a hĺbku základovej škáry. Vstupné hodnoty: rozmery objektu b1 = 18,5 m l1 = 2b1 m odsadenie o = 1,2 m hĺbka jamy h1 = 5,7 m úroveň HPV pod P.T. hw = 2,7 m hĺbka nepriepustnej vrstvy pod HPV H = 10,4 m výtlačná výška čerpadla hv = 0,85 m priepustná vrstva - koeficient filtrácie kf = 1.10-3 m.s -1 uhol vnútorného trenia φ' = 37°

Sklony svahov nad priesakom ak svahom presakuje voda Znížený sklon navrhneme na výšku h2/3 h2 = h1 - hw h2/3 =

Rozmer dna jamy

Pôdorys

Rozmery dna jamy b2 = b1 + 2o l2 = l1 + 2o Rozmery prieniku HPV so svahmi stavebnej jamy

Celkové rozmery stavebnej jamy Zníženie hladiny s (0,5 m pod dno stavebnej jamy)

Výška hladiny podzemnej vody nad nepriepustnou vrstvou zeminy h Dosah zníženia HPV alebo polomer depresného kužeľa R Stavebnú jamu nahradíme fiktívnou kruhovou hydraulicky nedokonalou studňou o polomere r

Prítok zo svahov Q1 Prítok cez dno jamy Q2 Pri výpočte arcsin počítať v radiánoch

Celkový prítok vody, ktorú treba odčerpať Návrh obvodovej drenáže

Minimálna šírka šd a hĺbka hd drenáže v strede jamy (na začiatku spádu) je 0,5 m. S rovnakými hodnotami uvažujeme aj vo výpočte. Sklon dna drenáže vyžaduje prehĺbenie drenáže o hĺbku h'd

Voda však nemôže prúdiť celou prierezovou plochou drenáže, ale len cez efektívnu plochu, ktorá je daná medzerovitosťou kameniva. Medzerovitosť drenážneho kameniva uvažujeme 35%. Efektívna plocha drenáže Ad potom bude: Kapacita obvodovej drenáže pri zbernej studni Qd omočený obvod drenáže hydraulický polomer

sklon dna rigolu (drenáže); uvažujeme i = 1% = 0,01 súčiniteľ drsnosti (pre štrkovité a piesčité zeminy n = 0,025) > návrh drenáže vyhovuje

Zberné studne Zberné studne sa umiestňujú v najhlbšej časti pôdorysu stavby. Uvažujeme jednu studňu na 50 až 100 m dĺžky rigolu (drenáže). Budujú sa zo skruží s priemerom 1,0 až 1,5 m, alebo ako pažené šachty o rozmeroch 2,0 x 2,0 m. Ich hĺbka vychádza z nasledujúcej podmienky. Najnižšiu hladinu vody v studni uvažujeme min. 0,5 m nad sacím košom čerpadla a dno studne uvažujeme aspoň vo vzdialenosti 0,5 m pod ním (viď. obr.). Najmenšia hĺbka studne je navrhovaná na 1,2 m

Čerpadlá Množstvo vody, ktoré bude odčerpávať 1 čerpadlo Qč je polovicou celkového množstva vody pritekajúcej do stavebnej jamy Q (pri použití dvoch čerpadiel) Qč = Q/2 Hydrodynamické straty v sacom ss a výtlačnom sv potrubí: d vnútorný priemer potrubia; uvažujeme d = 0,15 m v rýchlosť pohybu vody v potrubí g gravitačné zrýchlenie 9,81 m.s-2 λ súčiniteľ trenia medzi vodou a potrubím; pre nové potrubie λ = 0,017 pre opotrebované potrubie λ = 0,026 až 0,80 uvažujeme 0,1 pre opotrebované potrubie

Dĺžka sacieho potrubia uvažujeme ako dĺžku svahu s rezervou 2 m pre osadenie potrubia do zbernej studne a napojenie potrubia na čerpadlo dĺžka výtlačného potrubia; uvažujeme lv = 60 m sacia výška čerpadla; uvažujeme vzdialenosť medzi potrubím, ktoré sa nachádza 0,3 m nad povrchom terénu a sacím košom čerpadla, ktoré sa nachádza 0,5 m pod zníženou hladinou podzemnej vody

Hydrodynamické straty v sacom ss a výtlačnom sv potrubí

Manometrická výška čerpadla hm je daná súčtom sacej výšky hs, výtlačnej výšky hv a hydrodynamických strát v sacom ss a výtlačnom sv potrubí Výkon čerpadla gn je súčiniteľ spoľahlivosti, gn = 1,1 až 1,3; uvažujeme 1,3 gw objemová tiaž vody (=10 kN.m-3) η účinnosť čerpadla, η = 0,5 až 0,7; uvažujeme 0,5

Funkcia čerpadla je zabezpečená len vtedy, ak sacia výška hs vrátane strát v nasávacom potrubí ss nie je väčšia ako 10 m. Záver: Vypočítaným hodnotám Qč = ............... m3.s-1, hm = ....... m, P = ........ kW vyhovuje čerpadlo typu .............................................

Na trvalú prevádzku potrebujeme celkovo dve čerpadlá a jedno náhradné s osobitným zdrojom energie. Musia byť schopné čerpať kalnú vodu, v ktorej sa nachádzajú drobné častice. Vhodný typ sa vyberie tak, aby všetky tabuľkové hodnoty boli splnené. Na stavenisku je potrebné mať k dispozícii rezervné čerpadlo a náhradný zdroj energie, najmä v čase budovania izolácie. Náhradné čerpadlo a nezávislý zdroj energie musia byť zapojené tak, aby sa v prípade výpadku mohli okamžite uviesť do činnosti. Tieto opatrenia treba zabezpečiť dovtedy, kým podzemná časť konštrukcie nie je schopná odolávať účinkom vztlaku podzemnej vody. Čerpané množstvo vody je potrebné regulovať, tak aby rýchlosť znižovania HPV nebola väčšia ako 0,5 m za deň pri zníženiach HPV do 3 m, prípadne 0,25 m za deň pri zníženiach od 3 do 6 m. V opačnom prípade hrozí porušenie stability svahov stavebnej jamy. Čerpanú vodu odvádzame v potrubí, v otvorených tesnených kanáloch do kanalizácie, povrchového toku alebo do vsakovacích jám.