Файл: Строительный факультет Кафедра геотехники оценка гидрогеологических условий площадки строительства курсовая работа.docx

Слабые ИГЭ, модуль деформации которых менее 5 МПа, отсутствуют.

Дочетвертичная порода – глина голубая, полутвердая, Є1, глубина залегания 8-9 метров.

3. Гидрогеологические условия

3. 1. Анализ разреза

Количество водоносных горизонтов – 2

1. 
   Безнапорный водоносный горизонт.
   

По условиям залегания: грунтовый.

Глубина залегания: 0,8 – 2,5 м от поверхности земли.

Водовмещающие слои: №1.

Водоупорные слои: № 2.

Мощность: 1,6-2,4 м.

2. 
   Напорный водоносный горизонт.
   

Обнаружен около скважины 71.

По условиям залегания: межпластовый.

Глубина залегания: 3 – 5,7 м от поверхности земли.

Водовмещающие слои: № 3.

Водоупорный слой: № 4, 8, 9.

Мощность: 2,3 м.

Напор: 2,7 м.

Величина гидравлического градиента:

Скважины № 75-76
∆???? 22,8 − 20,4

????_???????????? = = 0,022

???? 108

Кажущаяся скорость грунтового потока:

V= k ⋅ i_max = 5 ⋅ 0, 022 = 0,11 м/сут.

Действительная скорость грунтового потока:

3. 2. Карта гидроизогипс

Рис. 5. Карта гидроизогипс грунтовых вод

3.3. Анализ агрессивности грунтовых вод

Таблица 7.

Показатель агрессивности среды	Химический анализ грунтовых вод	Нормируемые значения для сильно- и среднефильтрующих грунтов (k ≥ 0.1 м/сут)
Содержание едких щелочей в пересчете на ионы К+ и Na+ , мг/л	31	≤ 50 000	+
Содержание магнезиальных солей в пересчете на ионы Mg2+, мг/л	44	≤1000	+
Содержание сульфатов в пересчете на ионы SO42-, мг/л	165	<250	+
Бикарбонатная щелочность в пересчете на ионы HCO3, мг/л	261	> 64.1	+
Водородный показатель pH	6.2	> 6.5	-

---

Грунтовые воды агрессивны по отношению к бетону [СНиП 2.03.11-85] по водородному показателю pH, показатель меньше предельно допустимого уровня на 0,2.

По данным из СП 28.13330.2012 (по значению водородного показателя) степень агрессивного воздействия жидкой неорганической среды на бетон – слабоагрессивная.

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)
1-2		категория
		сложности
Геологические	Не более четырех литологических слоев.	II (средняя)
1-2	Мощность и характеристики грунтов	категория
	изменяются закономерно. Скальные грунты с неровной кровлей, перекрытой нескальными грунтами.	сложности
Гидрогеологические	Два выдержанных горизонта, линзы	II (средняя)
	слабоагрессивных (загрязненных) вод,	категория
	наличие напорных вод.	сложности
Опасные геологические и	Отсутствуют	I (простая)
инженерно-геологические		категория
процессы		сложности
Специфические грунты (в основании фундамента)	Отсутствуют	I (простая)
		категория сложности
Природно-технические	Плохие условия для проходимости техники,	II (средняя)
условия производства работ	слабо развитая инфраструктура,	категория
	ограниченность стационарных построек для базирования	сложности

---

В соответствии с таблицей 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 39 х 20 м, глубиной 4,2 м по скважине 71.

Траншея: размеры 1,5 х 200 м, глубиной 2,8 м по скважине 77.

Контуры котлована и траншеи нанесены на инженерно-геологический разрез, представленный в подразделе 2.4.

Контуры котлована и траншеи нанесены на карту грунтовых вод с гидроизогипсами, представленную в подразделе 3.2.

5. 2. Строительные выработки

Котлован

Рис. 6. Схема водопритока к совершенному котловану

Траншея

Рис. 7. Схема водопритока к несовершенной траншее

5. 3. Исходные данные для расчетов

Котлован

Тип выемки – совершенный (дно котлована врезается в водоупорный слой)
Характер потока вокруг выемки – радиальный (39/20 = 1,95 <10)
Величина водопонижения S = 21− 19,4 = 1,6 м
Средняя высота потока h м, где H – мощность слоя грунтовых вод в водоносном слое до водопонижения: H = 21 – 19,4 = 1,6 м.

Коэффициент фильтрации:
k = 13,9
Приведенный радиус прямоугольного в плане котлована:


Радиус влияния водопонижения: R = 70 м

Радиус депрессии:

r_д = R + r = 70 + 15,8 = 85,8 м

Функция понижения от действия водопонизительной системы:

=0.27

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 = 21,8 – 20,35 = 1,45 м
Коэффициент фильтрации k = 13,9
Радиус влияния водопонижения R = 70 м

Функция понижения от действия водопонизительной системы

---

Средняя высота потока

5. 4. Расчет водопритока в строительные выработки

Приток воды в котлован:

, м³/сут

Приток воды в траншею:

, 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.

Предварительную оценку опасности возникновения суффозии дают по величине степени неоднородности C_u. Помимо степени неоднородности C_u график включает величину i, определяемую выражением:

1. 
   Для котлована: i = S/(0,33R)=1,7/(0,33*70)=0,074
   

Рис.8. График для оценки развития суффозии (по В.С. Истоминой): I – область разрушающих градиентов фильтрационного потока, II – область безопасных градиентов фильтрационного потока.

Точка (4,3; 0,074) 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.

Рис. 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:

???? 70

= = 17,07

????в 4,1

Траншея:

???? 70

= = 19,4

????в 3,6

Поскольку > 3, справедливы дальнейшие вычисления.

Осадка территорий

Удельный вес грунта слоя, в пределах которого произошло снижение уровня подземных вод:

γ = ρ ⋅ g = 1, 65 ⋅ 9,8 = 16,17 кН/м3

Удельный вес твердых частиц грунта:

γ_s = ρ_s ⋅ g = 2, 65 ⋅ 9,8 = 25,97 кН/м³

Удельный вес воды:

γ _w = 9,8 кН/м³

Пористость грунта:

n = 0,40

Удельный вес грунта ниже уровня грунтовых вод:

γ _sb = (γ _s − γ _w) ⋅ (1 − n) = (25,97 − 9,8) ⋅ (1 − 0, 4) = 9,702 кН/м³

∆γ = γ − γ _sb = 16,17 − 9,702 = 6,468 кН/м³

Величина водопонижения:

S_к = 1,7 м

S_т = 1,45 м

Модуль общей деформации грунта в зоне депрессионной воронки:

E = 40000 кН/м²
Осадка грунта котлована:

S_{гр =} м =23,0 *10^-5 м

Осадка грунта траншеи:

S_{гр =} м =17,0 *10^-5 м

Вывод: осадка котлована составила 23⋅10^-5 м, осадка траншеи 17⋅10^-5 м.

7. Воздействие напорных вод на дно котлована

Рис. 10. Расчетная схема воздействия напорных вод на дно котлована

p_изб= γ _w H_w=9,8(20,5–17,8)=26,46кН/м³

p_гр= γ h_гр= ρ∙g h_гр = 1,85 9,8(19,3 – 17,8)=27,195 кН/м³

p_изб= 26,46 < p_гр=27,195

Вывод: дно выработки устойчиво, прорыва дна котлована можно не опасаться.

8. Заключение

Участок имеет неровности микрорельефа, территория рассматриваемого участка представляет собой фрагмент невысокого холма в пределах абсолютных отметок от 22,9 до 24 м.

---