К вопросу о расчете дренажа и скважин
Гасанов Сабир Техранхан оглы,
кандидат технических наук, зав. лабораторией НПО АзЗНИИТГиМ.
Современные дренажные трубы имеют очень малую водоприемную поверхность
и их скважность изменяется от 0,001 до 0,17, а фильтров скважин - от 0,01 до 0,65. В
Японии фирмой «Иточу» созданы навитые пластмассовые дренажные трубы со
скважностью до 0,63 [3, 5, 6]. Пористость почвогрунтов, где размещаются дрены
(скважины) варьируется от 0,30 до 0,96 [8].
Для улучшения условия работы и повышения эффективности дренажа (скважин),
а 
также 
с 
целью 
предохранения 
дренажных 
труб 
(фильтров) 
от 
заиления,
предотвращения процессов суффозии, контактного выпора и размыва и т.д., применяют
защитно-фильтрующие материалы. Вокруг труб обсыпают песчано-гравийные смеси,
щебень 
и 
т.д. 
или 
обвёртывают трубы 
структурными 
материалами, 
например
стеклохолстом, стекловойлоком, волокном, мхом и т.д. [3, 5, 6]. Защитно-фильтрующие
материалы, 
имея 
высокую 
водопроницаемость, 
водоприемную 
поверхность 
и
пористость, не оказывают сопротивление на движение воды. Однако дренажные трубы,
имея незначительные водоприемные отверстия, щели и т. д., создают существенные
сопротивления поступлению воды в дрены. Например, гончарные трубы не имеют
водоприемную поверхность, поэтому вода в дрену поступает через их стыки.
В связи с изменением среды и несовершенством конструкции дренажных труб
(фильтров), создаётся дополнительное 
сопротивление 
на выход воды 
в 
дрены,
происходит потеря рабочего напора и над ними образуется высота нависания, величина
которой по данным ряда авторов составляет 0,01-1,02 м [1, 2, 4]. Эти факторы,
существенно влияя на работу дренажа (скважин), снижают их эффективность. Поэтому
при 
выводе 
расчетных 
зависимостей 
для 
проектирования 
дренажа 
в 
основные
расчетные формулы вводится дополнительные параметры, учитывающие высоту
нависания 
или 
фильтрационное 
сопротивление, 
обусловленное 
несовершенством
конструкции труб и фильтров [1, 2, 3, 5]. В результате полученные расчетные формулы
приобретают очень сложный вид, что их использование при практических работах
вызывает затруднение. В ряде случаев определение многочисленных дополнительных
параметров (иногда число их доходит до 15 и более) приводит к неверным результатам
[3, стр. 118-124].
Исследования показывают, что точность расчета дренажа (скважин) можно
обеспечить, 
разрешая 
фильтрационную 
задачу 
с 
учетом 
пористости 
грунта 
и
дренажных труб более простым методом [7, $].
Рассмотрим механизм поступления воды в дрену (скважину) в элементарном
сечении потока (рис. 1).