Файл: Кафедра геотехники Оценка гидрогеологических условий площадки строительства Курсовая работа.docx

Грунтовые воды агрессивны по отношению к бетону [СНиП 2.03.11-85] по

содержанию сульфатов в пересчете на ионы SO4 ^2- , предельно допустимый

уровень превышен на 16 мг/л.

Грунтовые воды агрессивны по отношению к бетону [СНиП 2.03.11-85] по

Водородному показателю pH, предельно допустимый

уровень превышен на 0,1 мг/л.

Рекомендуется провести комплекс защитных мероприятий для защиты бетона:

изменение марки бетона на более высокую, использование обмазки бетона,

устройство гидроизоляции и установку шпунтов.

4. Категория сложности инженерно-геологических условий

Таблица 8

Факторы, определяющие производство изысканий	Категория сложности
Геоморфологические	Несколько геоморфологических элементов одного генезиса. Поверхность слабонаклонная, слаборасчлененная	II (средняя) категория сложности
Геологические	Не более четырех литологических слоев. Мощность и характеристики грунтов изменяются закономерно. Скальные грунты с неровной кровлей, перекрытой нескальными грунтами	II (средняя) категория сложности
Гидрологические	Два и более выдержанных горизонта, линзы слабоагрессивных (загрязненных) вод, наличие напорных вод	II (средняя) категория сложности
Опасные геологические и инженерно-геологические процессы	Отсутствуют	Ⅰ(простая) категория сложности
Специфические грунты( в основании фундамента)	Ограниченно распространены или не оказывают существенного влияния на проектные решения, строительство и эксплуатацию объектов (известняк)	II (средняя) категория сложности
Природно-технические условия производства работ	Хорошие условия для проходимости техники, развитая инфраструктура, наличие стационарных построек для базирования	Ⅰ(простая) категория сложности

В соответствии с [6] делаем вывод о средней категории сложности геологических условий на участке.

5. Гидрогеологические расчеты при строительном водопонижении

5.1. Исходные данные о строительном котловане и траншее

Сведения о параметрах объектов и их размещении в пределах площадки:

Котлован: размеры 31 ˣ 23 м, глубиной 2,9 м по скважине 51.

Траншея: размеры 1,5 ˣ 200 м, глубиной 2,6 м по скважине 49.

Контуры котлована и траншеи нанесены на инженерно-геологический разрез, представленный в подразделе 2.5.

Контуры котлована и траншеи нанесены на карту

грунтовых вод с гидроизогипсами, представленную в подразделе 3.2.

5.2 Строительные выработки

Котлован

Рисунок 6. Схема водопритока к несовершенному котловану

Траншея

Рисунок 7. Схема водопритока к несовершенной траншее

5.3 Исходные данные для расчётов

Котлован

Тип выемки – несовершенный (дно котлована не врезается в водоупорный слой)

Характер потока вокруг выемки – радиальный (31/23 = 1,3 < 10)

Величина водопонижения S = 18,3− 16,6 = 1,7 м

Средняя высота потока h = (2H −S) / 2 = (2⋅2,3 −1,7) / 2 = 1,45 м , где H – мощность слоя грунтовых вод в водоносном слое до водопонижения:

H = S+y = 1,7+0,6=2,3 м.

Коэффициент фильтрации k = 10

Приведенный радиус прямоугольного в плане котлована r = (l×b / π)^1/2= (31 ⋅ 23/ π)^1/2 = 15,07 м

Радиус влияния водопонижения R = 75 м

Радиус депрессии r_д = R + r = 75 + 15,07 = 90,07 м

Функция понижения от действия водопонизительной системы

Φ =

= 0, 286

Траншея

Тип выемки – несовершенный (дно траншей не доходит до водоупорного слоя)

Характер потока вокруг выемки – плоский (200 / 1,5 = 133,3 > 10)

Величина водопонижения S = 18,7 −16,75 = 1,95 м

Коэффициент фильтрации k = 10

Радиус влияния водопонижения R = 75 м

Функция понижения от действия водопонизительной системы Φ = R/2L = 75/2*200= 0,188

Средняя высота потока h=

=1,76

5.4. Расчет водопритока в строительные выработки

Приток воды в котлован:

Q= (k ⋅ h ⋅ S)/Ф = (10 ⋅ 1,45 ⋅ 1,7)/0,286 = 86,19 м3 /сут

Приток воды в траншею:

Q= (k ⋅ h ⋅ S)/Ф = (10 ⋅ 1,76 ⋅ 1,95)/0,188 = 182,54 м3 /сут

6. Прогноз процессов, связанных с понижением уровня грунтовых вод

6.1. Механическая суффозия в откосах котлована

Работы по водопонижению изменяют скорость движения и направление потока грунтовых вод. Открытый водоотлив из котлованов и траншей может сопровождаться выносом мелких частиц грунта из стенок за счет нисходящего потока – механическая суффозия. В несовершенных выемках под их дном возникает восходящий поток, который разрыхляет («разжижает») грунт – фильтрационный выпор.

i = S/(0,33R)= 1,7/(0,33*75)=0,069

C u = 10,926

Рис.8. График для оценки развития суффозии (по В.С. Истоминой): I – область разрушающих градиентов фильтрационного потока, II – область безопасных градиентов фильтрационного потока.
Точка (10,926; 0.069) попадает в область безопасных градиентов фильтрационного потока.

Вывод: Суффозионного выноса вблизи котлована можно не опасаться.

6.2. Оседание поверхности земли.

Понижение уровня грунтовых вод вызывает увеличение давления грунта от собственного веса. Величина связанной с этим осадки зависит от глубины водопонижения и сжимаемости грунта.

Рисунок 9. Схема оседания поверхности земли при водопонижении: А – зона аэрации до водопонижения, В – зона полного водопонижения, С – зона «осушенного» грунта после водопонижения.
Проверка возможности расчета

Котлован

Траншея

Поскольку R/H > 3, справедливы дальнейшие вычисления.

Удельный вес грунта в условиях взвешивания: γ = ρ ⋅ g=1,65*9,8=16,17 кН/м3

Удельный вес твердых частиц грунта: γ_s= ρ ⋅ g=2,65*9,8=25,97 кН/м3

Удельный вес воды: γ

_w=9,81 кН/м3

Пористость грунта: n = 0, 40

Удельный вес грунта ниже уровня грунтовых вод:

γ_sb = (γ _s − γ _w )⋅ (1 − n) = (25,97− 9,81) ⋅ (1 − 0, 40) = 9,7 кН/м³
∆γ = γ − γ_sb = 16,17 – 9,7= 6,47 кН/м 3

Модуль общей деформации грунта в зоне депрессивной воронки:

E = 35000 кН/м²

Осадка грунта котлована:

Осадка грунта траншеи:

Вывод: осадка котлована составила

, осадка траншеи -

Заключение

Участок имеет неровности микрорельефа, территория рассматриваемого участка представляет собой фрагмент пологоволнистой равнины в пределах абсолютных отметок от 18,1 до 20,0 м. Колебание высот на участке – 1,9 м. Общий уклон составляет 0,356 градусов.

Выделено 5 инженерно-геологических слоев. Слабые ИГЭ отсутствуют. Категория сложности инженерно-геологических условий строительной площадки: II (средняя) категория сложности

Грунтовые воды агрессивны по отношению к бетону [СНиП 2.03.11-85] по содержанию водородного показателя ph, предельно допустимый уровень превышен на 0,1 мг/л.

Грунтовые воды агрессивны по отношению к бетону [СНиП 2.03.11-85] по содержанию сульфатов в пересчете на ионы SO4 ^2- , предельно допустимый уровень превышен на 16 мг/л.

Приток воды в котлован:

Q= (k ⋅ h ⋅ S)/Ф = (10 ⋅ 1,45 ⋅ 1,7)/0,286 = 86,19 м3 /сут

Приток воды в траншею:

Q= (k ⋅ h ⋅ S)/Ф = (10 ⋅ 1,76 ⋅ 1,95)/0,188 = 182,54 м3 /сут

Требуется укрепление

осадка котлована составила

, осадка траншеи -

Опираясь на прогноз оседания поверхности земли при снижении уровня грунтовых вод осадка

котлована и траншеи относительно не большая, предельное отклонение отметок дна от проектных

не превышает допустимого уровня, поэтому дополнительных мер по предотвращению осадки не

требуется.

В целом данный участок пригоден для строительства зданий, сооружений и прокладки

инженерных сетей.

Рекомендуется провести комплекс защитных мероприятий для защиты бетона: изменение марки бетона на более высокую, использование обмазки бетона, устройство гидроизоляции и установку шпунтов.

Рекомендуется произвести водопонижение с помощью трубчатых колодцев-скважин.

Список использованных источников

1. Ананьев В. П. Инженерная геология / В. П. Ананьев, А. Д. Потапов. – М.: Высшая школа, 2009. – 448 с.

2. Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные сооружения / Под общей ред. В. А. Ильичева и Р. А. Мангушева. – М. : Изд-во АСВ, 2014. – 728 с.

3. Гавич И. К. Сборник задач по общей гидрогеологии / Издание 2–е, переработанное / И. К. Гавич, А. А. Лучшева, С. М. Семенова-Ерофеева – М. : Недра, 1985. – 412 с.

4. Архангельский И. В. Справочник техника геолога по инженерно-геологическим и гидрогеологическим работам / И. В. Архангельский, М. А. Солодухин. – М. : Недра, 1982. – 288 с.

5. СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть I. Общие правила производства работ.

6. СП 47.13330.2016. Свод правил. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 11-02-96.

7. СП 103.13330.2012. Свод правил. Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод. Актуализированная редакция СНиП 2.06.14-85.

8. Симановский А.М., Челнокова В.А. Оценка гидрогеологических условий площадки строительства. Методические указания. СПбГАСУ, 2017. – 90 с.