Основы расчета канализации для Хабаровского края

Определение расхода сточных вод (Qср)

Первоначально необходимо определиться какой расчетный расход сточных вод, который зависит от количества сантехнических приборов, их типа и характеристик. Для каждого прибора учитывается секундный расход воды и вероятность одновременной работы, что позволяет определить пиковую нагрузку на систему. В нормативных документах указана суточная норма водопотребления на человека – 200 л воды.

Расчет уклона канализационных труб

Гидравлический расчет канализационных трубопроводов основывается на обеспечении самоочищающейся скорости течения сточных вод. Минимальный уклон труб назначается в зависимости от диаметра трубопровода и должен обеспечивать скорость движения стоков не менее 0,7 м/с. Это предотвращает выпадение взвешенных веществ на дно труб и образование засоров.

Таблица подбора уклона канализационных труб:

Подбор диаметра канализационных труб

Определение диаметра труб производится исходя из расчетного расхода и максимального наполнения трубопровода. Для бытовых канализационных систем наполнение не должно превышать 0,6 для труб диаметром до 500 мм. Диаметр труб выбирается по таблицам гидравлического расчета с учетом шероховатости материала труб.

Таблица гидравлического расчета канализационных труб:

Расчет производительности системы учитывает суточную неравномерность водоотведения (Кн).

Коэффициент неравномерности зависит от количества потребителей и характера объекта. Для жилых зданий максимальный суточный расход определяется умножением среднесуточного расхода (Qср) на коэффициент суточной неравномерности.

Таблица коэффициентов неравномерности водоотведения:

Определение отметок прокладки труб требует учета глубины промерзания грунта и минимальной глубины заложения. Трубопроводы прокладываются ниже глубины промерзания, но не менее 0,7 м от поверхности земли до верха трубы. Перепад высот между начальной и конечной точками трассы определяет возможность самотечного движения стоков.

Проверка расчетов включает контроль соблюдения минимальных уклонов, максимальных скоростей течения и допустимых наполнений труб. Скорость движения сточных вод не должна превышать 4 м/с для предотвращения гидравлических ударов и разрушения трубопровода. Все расчеты должны соответствовать требованиям СП 30.13330 и СП 32.13330.

Особенности расчета напорной канализации включают подбор насосного оборудования по производительности и напору. Напор насосов должен преодолевать геодезическую высоту подъема и потери напора в трубопроводе. Для напорных систем дополнительно рассчитывается диаметр напорного трубопровода и проверяется работа системы в различных режимах.

Глубина промерзания грунта

Промерзание грунта - это сложный процесс, протекающий по-разному для различных видов грунтов. Все грунты по особенностям их промерзания в природных условиях подразделяются на три основные группы: суглинки и глины; супеси, мелкие и пылеватые пески; средние пески, крупнозернистые и крупнообломочные грунты.

Глубина и характер промерзания грунтов зависят от температуры воздуха, высоты снежного покрова, растительности, типа грунта, степени увлажнения его и ряда других метеорологических факторов.

По данным наблюдений, глубина промерзания при одинаковой сумме отрицательных среднесуточных температур воздуха для различных типов грунтов разная: для суглинков - 135 см; мелких и пылеватых песков - 139 см; крупнообломочных грунтов - 177 см. Неодинаковы также глубина проникновения отрицательной температуры в грунт и температура замерзания грунтов. Крупнообломочные грунты замерзают при температуре, близкой к 0 °С, с образованием заметной границы между талым и мерзлым грунтами. При промерзании мелкодисперсных грунтов образуется зона промерзания (слой, в котором происходят фазовые превращения воды), разделяющая полностью промерзший и талый грунты.

Температура замерзания мелкодисперсных грунтов более низкая, чем у крупнообломочных грунтов. Это связано с тем, что мелкозернистые грунты имеют мелкие поры и повышенное количество связной воды, которая замерзает при значительно низшей температуре, чем свободная вода.

Грунтовая вода обычно является связной, плотность ее более единицы, содержит, как правило, растворимые соли, взвешенные частицы, испытывает большое давление со стороны защемленного воздуха, имеет меньшую степень подвижности, чем вода, находящаяся в свободном состоянии. Совокупность указанных свойств как раз и понижает температуру замерзания грунтовой влаги, а вместе с ней и самого грунта. Установлено, что все грунты замерзают при температуре ниже 0 °С. Существенное влияние на это оказывают вид грунта, его влажность и продолжительность действия отрицательной температуры.

Например, глинистый грунт с влажностью 30 % замерзает при температуре от минус 1 °С до минус 2 °С, а песок с 10 процентной влажностью - при температуре минус 0,5 °С. Это говорит о том, что глубина промерзания грунтов зависит не только от вида грунта, но и от его влажности. Чем выше температуропроводность грунта, тем больше глубина его промерзания. Влажность грунта в начальный момент способствует промерзанию, так как увеличивает теплопроводность, а в дальнейшем процесс замедляется. Это связано с тем, что при замерзании воды выделяется теплота льдообразования, поэтому скорость и глубина промерзания более влажного грунта будут меньше, чем грунта с меньшей влажностью.

Расчет глубины промерзания по формуле

Подсчитать глубину промерзания грунта можно самостоятельно с использованием следующих формул:

§ Нормативная глубина промерзания грунта (формула): df = d0×√Mt.

§ Расчетная глубина промерзания грунта (формула): df = d0×√Mt×kh.

В данных формулах:

§ d_f - глубина промерзания.

§ d₀ - коэффициент, зависящий от типа грунта: крупнообломочные грунты - 0,34; крупные пески - 0,3; мелкие сыпучие пески и супеси - 0,28; глины и суглинки - 0,23.

§ M_t - сумма среднемесячных отрицательных температур для определенной местности.

§ k_h - коэффициент среднесуточной температуры вышележащей поверхности.

Первая формула позволяет выполнить расчет глубины промерзания грунта без учета вышележащей поверхности, то есть вы получите нормативное значение для данного участка местности. Но при расчете глубины промерзания грунта для фундамента применяется коэффициент k_h, который вносит поправку на основании среднесуточной температуры (°С) примыкающего помещения.

Таблица значений коэффициента k_h:

Для использования коэффициента d₀ важно определить тип грунта (механический состав) участка. Это делается путем геологического исследования или уточняется у соседа.

Для самостоятельного определения механического состава в домашних условиях необходимо: