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


unestruktuiranimzemljitimakaotosupeskovitailjunkovita,osnovnizadatakjeobezbeditidovoljankapacitetdrenanogsistemaipredvidetirasporedelemenataovogsistematakavdaradijusdejstvabudedovoljandaobuhvatiitavobranjenopodruje

Drenanisistemiufazigradnjeobjekata

Globalniprikazmetodaimogunostiprimene:KodzemljitakodkojihjeefektivniprenikzrnaD10 manjiod0.05mm,dotokudrenanisistemjeveomamaliimoesemeritiulitrimauminuti.Radijusdejstvaelemenataovogsistemajemali.Gravitacionemetodenisuefikasnepasenajeeprojektujudrenaezasnovanenavakumnimsistemimasakojimasevodapodpodpritiskomevakuieizzemljita

4/29/2014

4


Usluajukadaseiskopobavljauveomakrupnozrnimmaterijalima,podrujeiskopaseveomaestobraniizgradnjomvetakihbarijera dijafragmi,imeseoteavadotokvodeistvarajupovoljnijiuslovizaeventualnuuspenijuprimenudrugihmetodadreniranja.

Zaodreenuvrstuobjekatapostojiimogunostprimenepodvodnogiskopa.


Kodtekih,glinovitihzemljitamoguejeprimenitimetodezasnovanenaelektroosmozi.Kakoseradioveomaskupojmetodi,njenaprimenanijezaivelaupraksi.

Prethodnaanalizaseodnosinakarakteristikezemljitaizkogasecrpivoda,tonemoraodgovaratikarakteristikamazemljitaukomeseobavljaiskop.Naprimerbunarise,zavisnoodpoloajavodonosnogslojaireimapodzemnihvoda,najeepostavljajunaznatnoveojdubininegotojedubinanakojojseobavljajuradovi.Naovajnainsegornji,popraviluslabijepropusnisloj,drenirakrozvodonosnislojizkogaseefektivnocrpivoda.

4/29/2014

5


DrenanirovoviidrenanejameNajjednostavnijimetodprimenljivusledeimsluajevima:

Tekazemljitakojaseodlikujumalimkoeficijentimafiltracijeuzeventualnoprisustvoproslojakapeskovitogzemljitakojenijejeukontaktusavodonosnimslojem

Nivopodzemnevodeipotrebnadubinaiskopasutakvedanijepotrebnoznaajnosnienjepasamimtimnidotokudrenanerovovenijeveliki.

Dnoiskopainivopodzemneudonjemvodonosnomslojusunatakvimkotama,danepretiopasnostodnagloginekontrolisanogprodorapodzemnevodepodznaajnimpritiskomkrozdnoiskopa.


DrenanirovoviidrenanejameMoeseprimenitiiukombinacijisdrugimmetodamasnienjanivoapodzemnevode.Kadaseosnovnidrenanisistemsastojioddubokihbunara,kojimasevodasniavaudonjemvodonosnomslojuidaljejemoguapojavalateralnogdotokavode.Utomsluajujepotrebnoizgraditisistemdrenanihrovovaisabirnihjamakaosekundarnumeru,toomoguavaranijipoetakilinastavakradova.

4/29/2014

6

DrenanisistemiufazigradnjeobjekataIglafilteri

Skupbunaramalogprenika(oko50mm,duine7m)kojisuprekosabirnogcevovodaprikljueninavakumpumpuMetodkojiimanajveiopsegprimeneupraksiMetodjepogodanizaprainastopeskovitazemljita,sitnozrnepeskoveipeskovitazemljitaEfikasnajeprimenakakopridotocimaoddesetaklitarauminutipasvedoprotokaodnekolikodesetinalitarausekundi


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


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


Koddimenzionisanjaiproraunaefekataradadrenanogsistema,moraseraunatinesamosainjenicomdaebitiviebunarauzajednikomradu,veidaezbogtehnologijegraenjapojedinanibunariimatirazliiteperioderada,paieventualnopromenljivprotokutokuradadrenanogsistema.Usluajuprimeneanalitikihreenjazaneustaljeneuslove,osimprimeneveopisanogprincipasuperpozicijeuprostoru,primenjujeseiprincipsuperpozicijeuvremenu.Natajnainseobuhvatasluajradagrupebunarasapromenljivimprotokom,pasedepresija(s)unekojtakiraunakaozbirdepresijaodsvakogbunarapojedinano:


j i

j

ij

ejij

Br

ttTSr

HT

Qs ),

)(4(

4

2

gdejej oznakazarednibrojbunaraai oznakazavremenskipresek(tij)ukomesedesilapromenaprotokaujtombunaruzavrednostQij

4/29/2014

12


Primerprimeneovakvogmodelausluajuradagrupebunarakojiseprojektujuzapotrebeizvoenjekolektora.Predviaseraddrenanogsistemautrifaze.UprvojfaziradesamobunariB1iB2,zatimseizvodeiukljuujubunariB3,B4iB5,anakonzavretkadrugefaze,ukljuujusebunartreefazekojiimanajveiprotok,apotomiskljuujubunaridrugefaze.Rezultatimodelasudatiuformikonturnihlinijaistedepresijes iprikazanisuzatrenutakt kadasuukljuenibunariprveidrugefazeizgradnjeobjekta.



Filterskislojimadvostrukuulogu.Sajednestranepostavljasedabisesmanjiligubitcienergijenaulazuudrenauitajuslovsezadovoljavatakotoseodfiltrazahtevadanjegovkoeficijentfiltracije(kf)budemakar10putaveiodkoeficijentafiltracijeokolnogzemljita.Drugafunkcijafilterskogslojajespreavanjesufozije,odnosnoispiranjasitnijihesticaizokolnogzemljita.Terzaghijevkriterijum:Df15>4Ds15Df15

4/29/2014

13


ModifikovanTerzaghijevkriterijum:Df15 >5Ds15Df15

4/29/2014

14


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


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

'

uh09 urbanadrenaza drenaza u fazi gradnje 2014

Documents