UH09 UrbanaDrenaza Drenaza u Fazi Gradnje 2014
Transcript of UH09 UrbanaDrenaza Drenaza u Fazi Gradnje 2014
-
4/29/2014
1
URBANA DRENAAKOLSKA 2013/2014
Predmetni profesor:Doc. Dr Milo Stani, dipl. gra. in.
Beograd, 2014
DRENANI SISTEMI U FAZI GRADNJE OBJEKATA
UNIVERZITET U BEOGRADU
GRAEVINSKI FAKULTET
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataIzgradnjagraevinskihobjekatajeveomaestooteanaprisustvompodzemne
i/ilipovrinskevode,tomoeznaajnoinajeeneplaniranodaposkupiiproduiperiodizvoenjeradova.
-
4/29/2014
2
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataZadatakdrenanihsistemaufazigradnjejedaseupravljanjemnivoompodzemnevodeomoguiizvoenjeradovausuvom.Drenanisistemiufazigradnjesunajeeprivremeniobjekti.Zavisnoodkarakterisitikazemljita,potrebnogsnienjanivoapodzemnevode,trajanja
izgradnjeidrugihuslova,drenanisistemimogubitiveomajednostavniizahtevatimaleinvesticijeiliveomasloeni,saznaajniminvesticionimieksploatacionimtrokovimaipotencijalnoveomaopasnipoobjektekojisenalazeublizinibranjenogobjekta.
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataGlobalniprikazmetodaimogunostiprimene:
-
4/29/2014
3
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataGlobalniprikazmetodaimogunostiprimene:
unestruktuiranimzemljitimakaotosupeskovitailjunkovita,osnovnizadatakjeobezbeditidovoljankapacitetdrenanogsistemaipredvidetirasporedelemenataovogsistematakavdaradijusdejstvabudedovoljandaobuhvatiitavobranjenopodruje
Drenanisistemiufazigradnjeobjekata
Globalniprikazmetodaimogunostiprimene:KodzemljitakodkojihjeefektivniprenikzrnaD10 manjiod0.05mm,dotokudrenanisistemjeveomamaliimoesemeritiulitrimauminuti.Radijusdejstvaelemenataovogsistemajemali.Gravitacionemetodenisuefikasnepasenajeeprojektujudrenaezasnovanenavakumnimsistemimasakojimasevodapodpodpritiskomevakuieizzemljita
-
4/29/2014
4
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataGlobalniprikazmetodaimogunostiprimene:
Usluajukadaseiskopobavljauveomakrupnozrnimmaterijalima,podrujeiskopaseveomaestobraniizgradnjomvetakihbarijera dijafragmi,imeseoteavadotokvodeistvarajupovoljnijiuslovizaeventualnuuspenijuprimenudrugihmetodadreniranja.
Zaodreenuvrstuobjekatapostojiimogunostprimenepodvodnogiskopa.
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataGlobalniprikazmetodaimogunostiprimene:
Kodtekih,glinovitihzemljitamoguejeprimenitimetodezasnovanenaelektroosmozi.Kakoseradioveomaskupojmetodi,njenaprimenanijezaivelaupraksi.
Prethodnaanalizaseodnosinakarakteristikezemljitaizkogasecrpivoda,tonemoraodgovaratikarakteristikamazemljitaukomeseobavljaiskop.Naprimerbunarise,zavisnoodpoloajavodonosnogslojaireimapodzemnihvoda,najeepostavljajunaznatnoveojdubininegotojedubinanakojojseobavljajuradovi.Naovajnainsegornji,popraviluslabijepropusnisloj,drenirakrozvodonosnislojizkogaseefektivnocrpivoda.
-
4/29/2014
5
Drenanisistemiufazigradnjeobjekata
DrenanirovoviidrenanejameNajjednostavnijimetodprimenljivusledeimsluajevima:
Tekazemljitakojaseodlikujumalimkoeficijentimafiltracijeuzeventualnoprisustvoproslojakapeskovitogzemljitakojenijejeukontaktusavodonosnimslojem
Nivopodzemnevodeipotrebnadubinaiskopasutakvedanijepotrebnoznaajnosnienjepasamimtimnidotokudrenanerovovenijeveliki.
Dnoiskopainivopodzemneudonjemvodonosnomslojusunatakvimkotama,danepretiopasnostodnagloginekontrolisanogprodorapodzemnevodepodznaajnimpritiskomkrozdnoiskopa.
Drenanisistemiufazigradnjeobjekata
DrenanirovoviidrenanejameMoeseprimenitiiukombinacijisdrugimmetodamasnienjanivoapodzemnevode.Kadaseosnovnidrenanisistemsastojioddubokihbunara,kojimasevodasniavaudonjemvodonosnomslojuidaljejemoguapojavalateralnogdotokavode.Utomsluajujepotrebnoizgraditisistemdrenanihrovovaisabirnihjamakaosekundarnumeru,toomoguavaranijipoetakilinastavakradova.
-
4/29/2014
6
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataIglafilteri
Skupbunaramalogprenika(oko50mm,duine7m)kojisuprekosabirnogcevovodaprikljueninavakumpumpuMetodkojiimanajveiopsegprimeneupraksiMetodjepogodanizaprainastopeskovitazemljita,sitnozrnepeskoveipeskovitazemljitaEfikasnajeprimenakakopridotocimaoddesetaklitarauminutipasvedoprotokaodnekolikodesetinalitarausekundi
Drenanisistemiufazigradnjeobjekata
IglafilteriPrimenametodejeefikasnakadajezahtevanosnienjenivoapodzemnedo6metaraZaveasnienjapotrebnopostavljanjeodvojenihbaterijaiglafilteranarazliitimnivoima
-
4/29/2014
7
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataIglafilteri
Elementidrenanogsistemaiglafilteri bunarimalogprenika,najee50i75mm,duine7do8metaraodkojihjeposlednjimetarizvedensaperforacijom.Minimalnorastojanjeje1m.Sabirnikolektor jealuminijumskacevsaotvorimanarastojanjuod1m,nakojeseprikljuujuiglafilteri.Usabirnomkolektoruseostvarujepodpritisak.Vakumnapumpa senalazinakrajudrenanogsistemaizaduenajezaodravanjevakumausistemuievakuacijuprikupljenevodekrozpotisnideopumpe.Upraksisenajeeprimenjujupumpekapacitetado30l/s.
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataIglafilteriNajveiproblemkojisejavljaprilikomradaiglafilterajeuodravanjupotrebnogpodpritiskausistemu.Bilokakavznaajnijiprodorvazduhanaspojevimakompromitujesistemidolazidobrzogpovratkapodzemnevodeuzonuiskopa,tomoeprouzrokovatiznaajneneposredneiposrednetete.Neposrednabiseodnosilanpr.namogunostisplivavanjejonedovrenogobjektailipotapanjemehanizacije,aposrednatetajeuodlaganjuradova.
-
4/29/2014
8
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataDubokibunari vertikalnadrenaa
Dubokibunariseprimenjujukadapostojimoanvodonosnisloj,kojisenalaziispodkotednaiskopaiukomejenivopodzemnevodeiznaddnaiskopaDubokibunarisupopotrebniminvesticijamaieksploatacionimtrokovimasigurnonajskupljeodrazmatranihreenja.Zbogtogajeipitanjebroja,rasporedaidubinebunaraveomavanoPreporukajedaseprvibunariskoristikaoopitniidasenanjemuuraditestprobnogcrpljenja
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataDubokibunari
Projektomsepresvegadefinie:dubina,minimalanbroj,rasporedikapacitetbunara,periodiradapojedinanihbunarazavisnoodpredvienihfazaizgradnjeobjektaisraunatosnienje.Projektomjepotrebnodefinisatiifiltarskizasipkakonebidolodosufozije(ispiranjasitnijihestica)prilikomeksploatacijebunara.Precrpljivanjebunarapodrazumevacrpljenjeveihkoliinavodeizbunaranegotojetopredvienoimesepoveavaopasnostodsufozije.Osimtogadolaziidoprevieuestalogukljuivanjaiiskljuivanjabunarskepumpe,tonepovoljnoutienanjeneksploatacionivek.
-
4/29/2014
9
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataProraunelemenatadrenanogsistema
Ciljizgradnjedrenanogsistema,jedaseomoguiizvoenjeradovauuslovimasnienognivoapodzemnevode,adasepritomeneugrozeokolniobjektiisaobraajnice.Drenanisistemmorabitidovoljnogkapaciteta,sobziromnakarakteristikevodonosnogslojaizkogasecrpivoda,aliidaseodgovarajuimizboromfilterskogslojaonemoguisufozija.Osimkapacitetapojedinanihelemenatasistema(npr.bunarailiiglafiltera)bitanjeiprostornirasporedelemenatadrenanogsistema,imajuiuvidudajenajeepotrebnopreklapanjezonauticaja.Potrebnojeprojektomdefinisatiirasporedradauvremenusobziromnaplaniranudinamikuizvoenjaradova.Zaprorauneseuglavnomprimenjujuanalitikimodelizaustaljeneilineustaljeneuslove.Tanostproraunanajviezavisiodkarakteristikaslojaizkogasecrpivoda,apresvegaod: Darsijevogkoeficijentafiltracijek (m/s) TransimivnostiT=kM (m2/s)gdejeM prosenadebljinavodonosnogsloja EfektivneizdanostiSeiveliinakojeseobinoprocenjujunaosnovuempirijskihformula,kaotosudotokupojedinanibunariradijusdejstvabunarailidrenanogrova.
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataProraunelemenatadrenanogsistemaAnalitikemetodeproraunauustaljenimuslovima:
brR
kMQs 0ln
2
brR
hHkQs 0ln
)(
hHMH
rR
hHkQs
b
2
0 )(ln)(
15kvmx
152 kr
lQ
bf
LkMsq
LshHkq
2)(
-
4/29/2014
10
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataProraunelemenatadrenanogsistema
Radijusdejstvabunara(Ro) drena(L)ksCR 0
k seunosiu(m/s)as umetrima.KeficijentC,zabunareiznosi3000azadubokedrenanerovovesemoeusvojitivednost2000.Prethodnajednainaseodnosinasluajkretanjavodesaslobodnompovrinom.
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataVertikalnadrenaa radgrupebunaraZaproraundepresijesekoristiprincipsuperpozicije,pokomeseukupnosnienjepodzemnevodeunekojtakiraunakaozbirdepresijapojedinanihbunara:
Iakoseteorijskiprincipsuperpozicijemoeprimenitisamonasluajkretanjapodzemnevodepodpritiskom,istiprincipsesadovoljnomtanoumoeprimenitiikodcrpljenjaizvodonosnogslojasaslobodnompovrinom,ukolikojedepresijasmanjaodoko20%oddebljinevodonosnogslojauneporemeenomstanju
)...ln(lnln2 210 np
xxxRnkMQs
Proraunelemenatadrenanogsistema
-
4/29/2014
11
Drenanisistemiufazigradnjeobjekata
Planiranadinamikaifaznostizgradnjeobjektaimaveomaznajanuticajnaprojektovanjeelemenatadrenanogsistema,posebnoakoseradioobjektimakojise:prostirunaveojpovriniilijeupitanjuizgradnjalinijskihobjekata cevovodaikolektora.Utimuslovimajepotrebnoprojektovatidrenanisistemkojiepratitidinamikuizgradnjeiuprojektudatiprocenuvremenapotrebnogdasesisteminstalira,kaoipotrebnogvremenaradasistemadabiseostvarilozahtevanosnienje.
Najeeseprimenjuju:Theisovoreenje i Hantushijevoreenje
Analitikemetodeproraunauneustaljenimuslovima:
TtSr
u
uwT
Qs
e
4
)(4
2
s
Bkq ' '
)/,(4
kBTb
bruHT
Qs
)(2)/,(lim 00 brKbruH
u
Drenanisistemiufazigradnjeobjekata
Koddimenzionisanjaiproraunaefekataradadrenanogsistema,moraseraunatinesamosainjenicomdaebitiviebunarauzajednikomradu,veidaezbogtehnologijegraenjapojedinanibunariimatirazliiteperioderada,paieventualnopromenljivprotokutokuradadrenanogsistema.Usluajuprimeneanalitikihreenjazaneustaljeneuslove,osimprimeneveopisanogprincipasuperpozicijeuprostoru,primenjujeseiprincipsuperpozicijeuvremenu.Natajnainseobuhvatasluajradagrupebunarasapromenljivimprotokom,pasedepresija(s)unekojtakiraunakaozbirdepresijaodsvakogbunarapojedinano:
Analitikemetodeproraunauneustaljenimuslovima:
j i
j
ij
ejij
Br
ttTSr
HT
Qs ),
)(4(
4
2
gdejej oznakazarednibrojbunaraai oznakazavremenskipresek(tij)ukomesedesilapromenaprotokaujtombunaruzavrednostQij
-
4/29/2014
12
Drenanisistemiufazigradnjeobjekata
Primerprimeneovakvogmodelausluajuradagrupebunarakojiseprojektujuzapotrebeizvoenjekolektora.Predviaseraddrenanogsistemautrifaze.UprvojfaziradesamobunariB1iB2,zatimseizvodeiukljuujubunariB3,B4iB5,anakonzavretkadrugefaze,ukljuujusebunartreefazekojiimanajveiprotok,apotomiskljuujubunaridrugefaze.Rezultatimodelasudatiuformikonturnihlinijaistedepresijes iprikazanisuzatrenutakt kadasuukljuenibunariprveidrugefazeizgradnjeobjekta.
Analitikemetodeproraunauneustaljenimuslovima:
Drenanisistemiufazigradnjeobjekata
Filterskislojimadvostrukuulogu.Sajednestranepostavljasedabisesmanjiligubitcienergijenaulazuudrenauitajuslovsezadovoljavatakotoseodfiltrazahtevadanjegovkoeficijentfiltracije(kf)budemakar10putaveiodkoeficijentafiltracijeokolnogzemljita.Drugafunkcijafilterskogslojajespreavanjesufozije,odnosnoispiranjasitnijihesticaizokolnogzemljita.Terzaghijevkriterijum:Df15>4Ds15Df15
-
4/29/2014
13
Drenanisistemiufazigradnjeobjekata
ModifikovanTerzaghijevkriterijum:Df15 >5Ds15Df15
-
4/29/2014
14
Drenanisistemiufazigradnjeobjekata
Snienjenivoapodzemnevodeza posledicu ima sleganje tla.Sleganjamogu biti mala i ravnomerna, pa samim tim ostaju nezapaena, ali je u zavisnosti od uslova mogue da doe i do znaajnih oteenja na objektima i infrastrukturi.
Sleganje tla
Drenanisistemiufazigradnjeobjekata
OPISFENOMENA:Kod snienja nivoa podzemne vode dolazi do poveanja efektivnih pritisaka, pa zemljite postaje zbijenije i smanjuje se koeficjent poroznosti. Sa druge strane, tlo nije elastian materijal tako da je najvei deo ovih deformacija trajan (vidi sliku). Najvie se oko 20% ovih deformacija moe vratiti.
Sleganje tla
-
4/29/2014
15
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataUticaj promene nivoa podzemne vode na promenu pornih i efektivnih pritisaka tla:
Sleganje tla
NaponiutluugeostatikimuslovimabezprisustvapodzemnevodePretpostavke: vaiHukovzakon ravanskostanjenapona:x=y=h
EE
EEzx
x
xzz
)1(
2
E modulelastinosti, PoasonovkoeficijentUsluajujednodimenzionalnevertikalnekompresije(x=0):
1zx
Odnos/(1 ) jekoeficijenthorizontalnogpritiskatlaumirovanjuKo.
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataUticaj promene nivoa podzemne vode na promenu pornih i efektivnih pritisaka tla:
Sleganje tla
)1)(21()1(
EM
M
v
v
zz
Vezaizmeunaponaideformacijekodjednodimezionakompresije:
Mv modulstiljivostiZavrednostPoasonovogkoeficijenta od1/3,dobijasemoduostiljivostiMv kojiiznosi1.5.E.Dimenzionalnoiporeduveliine,moduostiljivostiodgovaramoduluelastinosti(E).
zyxo
v VV
-
4/29/2014
16
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataUticaj promene nivoa podzemne vode na promenu pornih i efektivnih pritisaka tla
Sleganje tla
Kadapostojivodautlu,ukupninaponsemoepodelitinadeokojiseodnosinaefektivnipritisaktla(kojejeolakanouvodi)ideokojiseodnosinapritisakvode
wwzz hh Prethodnajednainamoesenapisatiiusledeojformi:
)()( wwwzz hhh
)())(('
'
ww
wwzz
zz
hhphh
p
Totalnipritisakserazdvajanaefektivniiporni:
DrenanisistemiufazigradnjeobjekataUticaj promene nivoa podzemne vode na promenu pornih i efektivnih pritisaka tla
Sleganje tla
Sluajpromenenaponakadapostojivodonsonislojpodpritiskomiznadkogasenalaziznatnomanjepropusanpovlatnislojidoedosnienjanivoapodzemnevodezas:
sp
pp
wz
zzz
'
'' )()(
constEMv
)1)(21()1(
Linearanelastianmodeltrenutnogsleganja:
v
zz M
'