4.2. Определение глубины заложения дренажа
Глубину дренажа определяют из условия, что при его устройстве естественный уровень грунтовых вод упадет ниже расчетного горизонта промерзания грунта в данном сечении земляного полотна. В расчетах закладывают возможность колебания уровня грунтовых вод во времени путем введения запаса к минимально необходимому уровню воды в грунте.
Глубина заложения дренажа:
,
(4.8)
где : z10=1,6 м– глубина промерзания за 10 лет наблюдений;
е=0,2 м – запас на переменный уровень грунтовых вод;
акап=0,2 м – высота капиллярного поднятия воды в грунте;
h0=0,4 м – расстояние от точки выклинивания кривой депрессии в траншее до дна траншеи;
b – высота от верха шпалы до дна кювета:
.
Так как глубина кювета меньше 2.5 м, то ширина траншеи 2а принимается равной 0.8 м;
Стрела изгиба кривой депрессии f определяется как:
,
(4.9)
где: I – уклон кривой депрессии;
Lм – расстояние от оси пути до стенки траншеи:
Для однопутного участка железной дороги с шириной основной площадки 7,6 м:
,
(4.10)
где: В=7,6 м – ширина земляного полотна поверху;
0,9 м – ширина откоса кювета;
0,2 м – половина ширины кювета понизу;
0,4 м – половина ширины траншеи;
.
Тогда глубина заложения дренажа:
.
Геометрические параметры дренажа:
.
(4.11)
.
(4.12)
где: ГВУ=5,0 м – отметка водоупора ниже уровня бровки земляного полотна;
ГГВ=0,8 м – отметка ниже уровня бровки земляного полотна.
Схема дренажа приведена на рис.15.
4.3. Определение сроков осушения грунта
При осушении грунта очень важно знать за какое время дренаж понизит уровень грунтовых вод до расчетной отметки. Связано это с тем, что нужно знать срок время по прошествии которого грунт выемки промерзнет до расчетной отметки и как следствие требуется определить сроки начала работ по устройству дренажа.
Сроки осушения определяют для междудренажной и полевой сторон, причем определяющим с точки зрения технологии строительства является срок осушения междудренажной стороны.
Итак, срок осушения для междудренажной стороны:
,
(4.13)
где: к=
– коэффициент фильтрации;
В – коэффициент, определяемый по формуле:
.
(4.14)
где: а=0,4 – половина ширины траншеи;
η1 – функция, определяющая время от начала осушения, до смыкания ветвей кривой депрессии;
η2 – функция, определяющая время от начала смыкания кривой депрессии до ее перехода в стационарное положение;
.
(4.15)
.
(4.16)
Функция А определяется в зависимости от соотношения h и H по таблице 5.10 (методичка).
,
,
.
(4.16)
.
В конечном итоге время осушения междудренажной стороны составит:
.
Срок осушения для полевой стороны:
;
(4.17)
где: L – расстояние от стенки траншеи до того места, где кривая депрессии смыкается с уровнем грунтовой воды определяемое как:
.
(4.18)
η1 – функция, определяющая время от начала осушения до перехода кривой депрессии в стационарное положение:
.
(4.19)
Для полевой стороны функция η2 принимается равной нулю, т.к. смыкание ветвей с полевой стороны отсутствует:
