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

Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего образования Санкт-Петербургский государственныйархитектурно-строительный университет (СПБГАСУ)Кафедра геотехникиОценка гидрогеологических условий площадки строительстваКурсовая работаРаботу выполнилСтудент группы 2-СДПГСуст-2Гасанов М.Г.Проверила Санкт-ПетербургОглавление

1. Введение 3

2. Геологические условия 5

2.1 Характеристика рельефа заданного участка 6

2.2 Литологические разрезы (колонки) 7

2.3 Анализ гранулометрического состава грунта 9

2.4. Инженерно-геологический разрез 11

3. Гидрогеологические условия 15

3.1. Анализ разреза 15

3.2 Карта гидроизогипс 16

3.3 Анализ агрессивности грунтовых вод 17

4. Категория сложности инженерно-геологических условий 18

5. Гидрогеологические расчеты при строительном водопонижении 19

5.1. Исходные данные о строительном котловане и траншее 19

5.2 Строительные выработки 19

5.3 Исходные данные для расчётов 20

5.4. Расчет водопритока в строительные выработки 21

6. Прогноз процессов, связанных с понижением уровня грунтовых вод 22

6.1. Механическая суффозия в откосах котлована 22

6.2. Оседание поверхности земли. 23

Заключение 26

Список использованных источников 27

1. Введение

Воды, находящиеся в верхней части земной коры, носят название подземных вод. Науку о подземных водах, их происхождении, условиях залегания, законах движения, физических и химических свойствах, связях с атмосферными и поверхностными водами называют гидрогеологией. Для строителей подземные воды в одних случаях служат источником водоснабжения, а в других выступают как фактор, затрудняющий строительство. Особенно сложным является производство земляных и горных работ в условиях притока подземных вод, затапливающих котлованы, карьеры, траншеи. Подземные воды ухудшают механические свойства рыхлых и глинистых пород, могут выступать в роли агрессивной среды по отношению к строительным материалам, вызывают растворение многих горных пород (гипс, известняк и др.) с образованием пустот и т. д. Инженерно-геологические изыскания приходятся на начальный этап строительства любого объекта, а значит, от достоверности полученных данных зависит успех всей последующей работы над проектом. Для целей проектирования и строительства понятие «гидрогеологические условия» можно определить

, как совокупность следующих характеристик водоносных горизонтов:

1. их количество в изученном разрезе,

2. глубина залегания,

3. мощность и выдержанность,

4. тип по условиям залегания,

5. наличие избыточного напора,

6. химический состав,

7. гидравлическая связь с поверхностными водами и другие показатели режима. Грамотный анализ совокупности характеристик водоносных горизонтов позволяет избежать негативных последствий при изменении режима подземных вод, - затопления котлованов, коррозии подземных строительных конструкций, осадки фундамента и др. Целью данной курсовой работы является анализ геологических и гидрогеологических условий выделенного участка, по результатам которого необходимо определить категорию его сложности и возможные неблагоприятные воздействия при строительном освоении данной территории, а также предложить необходимые защитные мероприятия.

Номер зачетной книжки 19100091.

Номер заданного участка – 7.

Номера заданных скважин – 49, 51, 52.

2. Геологические условия

Карта фактического материалаМасштаб 1:2000Рисунок 1. Карта фактического материала. Участок 7Условные обозначения Буровая скважина, абсолютная отметка устья скважины Изогипса с абсолютной отметкой

2.1 Характеристика рельефа заданного участка

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. Вычислим крутизну склонов:

Скважина	Начальная отметка	Конечная отметка	Разность высот	Расстояние	Уклон	Уклон в градусах	Уклон в процентах
47-49	18,6	19,2	0,6	214	0,0027	0,155	0,27
52-47	18,6	18,9	0,3	146	0,0020	0,115	0,20
47-50	18,5	18,6	0,1	60	0,0017	0,096	0,17
49-48	18,1	19,2	1,1	124	0,0089	0,509	0,89
49-51	19,2	19,5	0,3	68	0,0043	0,245	0,43
52-50	18,5	18,9	0,4	100	0,0040	0,228	0,40
50-48	18,1	18,5	0,4	62	0,0065	0,371	0,65
48-51	18,1	19,5	1,4	94	0,0149	0,854	1,49
52-53	18,9	19,7	0,8	128	0,0063	0,361	0,63
50-53	18,5	19,7	1,2	130	0,0091	0,521	0,91
48-54	18,1	20,0	1,9	188	0,0101	0,579	1,01
50-54	18,5	20,0	1,5	212	0,0070	0,401	0,70
54-51	19,5	20,0	0,5	98	0,0051	0,291	0,51
53-54	19,7	20,0	0,3	90	0,0032	0,182	0,32

Таблица 1.Максимальный уклон составляет imax = 0,854^◦ .Общий уклон найдем как среднее значение всех уклонов: i=0,351^◦ .

2.2 Литологические разрезы (колонки)

Геолого-литологические колонки опорных скважинТаблица 2.

2.3 Анализ гранулометрического состава грунта

Результаты анализа гранулометрического состава грунтов для неназванного слоя скважины 51Таблица 3.Вспомогательная таблица для определения разновидности грунта по крупностиТаблица 4

Диаметры частиц, мм	>10	>2	>0,5	>0,25	>0,1
Содержание по массе, %	-	3	24	58	76

Поскольку содержание частиц диаметром больше 0,25мм больше 50%, то делаем вывод, что песок является средней крупности.Для песка средней крупности определяем коэффициент пористости: е = 0, 66. По коэффициенту пористости можем определить плотность песка – средняя плотность. Вспомогательная таблица для построения графика суммарной кривой гранулометрического состава Таблица 5

Диаметр частицы,мм	<10	<5	<2	<1	<0,5	<0,25	<0,1	<0,05	<0,01	<0,002
Содержание по массе, %	100	99	97	91	76	42	24	13	5	0

Пористость – отношение объёма пор к массе грунта. Коэффициент пористости выражает пористость. Плотность частиц грунта – плотность минеральной части скелета грунта без учета пор, органических остатков и воды относительно объема, занимаемого этим грунтом. Плотность грунта – отношение массы грунта, включая поры, органическое вещество, воду, к объёму, занимаемому этим грунтом.Рисунок 2. Кривая гранулометрического составаЗначения действующего и контролирующего диаметров: d10 = 0.027 мм , d60 = 0.295 мм . Степень неоднородности грунтов:Cu = d60 /d10= 10.926Поскольку коэффициент неоднородности Cu > 10, то грунт считается потенциально суффозионно-неустойчивым. Суффозия – процесс выноса мелких частиц грунта потоками грунтовых вод через его (грунта) поры и трещины; приводит к карсту. Вывод: песок средней крпности, средней плотности, неоднородный, суффозионнонеустойчивый [ГОСТ 25100-11]

2.4. Инженерно-геологический разрез

Инженерно-геологические элементы – ИГЭ – некоторый объем грунта одного и того же номенклатурного вида, обладающий сходными физикомеханическими свойствами. Число пластичности – Ip – показатель, характеризующий содержание песка в глинистом грунте (глине, суглинке, супеси).Показатель текучести – IL – характеризует состояние природной влажности глинистого грунта (твердые, полутвердые, тугопластичные, мягкопластичные, текучепластичные, текучие). Исключение составляют супеси (твердые, пластичные, текучие).Модуль деформации – отражает вертикальную деформацию грунта под воздействием нагрузки без возможности бокового расширения. Выделяем 8 инженерно-геологических элементов.Рисунок 3. Геологический разрезРисунок 4. Инженерно-геологический разрез

№ ИГЭ	Наименование грунта	Индекс	Плотность частиц грунта ρ_s, г/см³	Плотность грунта ρ, г/см³	Число пластичности I_p, д.ед.	Показатель текучести I_L, д.ед.	Пористость n, д.ед.	Коэффициент пористости e д.ед.	Модуль деформации E, МПА
1	Песок средней крпуности, средней плотности	ml IV	2,65	1,65	-	-	0,40	0,66	30-40
2	Суглинок с гравием, галькой, тугопластичный	g III	2,71	2,15	0,14	0,30	0,31	0,45	20-30
3	Глина красная, твёрдая	D₁	2,79	2,01	0,19		0,38	0,62	30-35
4	Глина красная, полутвёрдая	D₁	2,79	2,01	0,19	0,2	0,38	0,62	30-35
5	Известняк трещиноватый	O₁	2,60	2,40			13.7

Физико-механические характеристики инженерно-геологических элементов Таблица 6Слабые ИГЭ, модуль деформации которых менее 5 МПа, отсутствуют. Дочетвертичная порода – Известняк трещиноватый, O₁, глубина залегания 10,9-11,5 метров.

3. Гидрогеологические условия

3.1. Анализ разреза

Количество водоносных горизонтов – 2 1. Безнапорный водоносный горизонт. По условиям залегания: грунтовый. Глубина залегания: 0,2 – 1,5 м от поверхности земли. Водовмещающие слои: №1. Водоупорные слои: № 2,3. Мощность: 3-3,5 м. 2. Напорный водоносный горизонт. Обнаружен около скважины 51. По условиям залегания: межпластовый. Глубина залегания: 0,9 – 6 м от поверхности земли. Водовмещающие слои: № 5. Водоупорный слой: № 2,3,4. Мощность: 1 м. Напор: 5 м.Величина гидравлического градиента: Скважины № 47-54i_max = ∆H/l =(19,2-17,4)/26,6 = 0, 068.Кажущаяся скорость грунтового потока:V = k ⋅ i_max = 10 ⋅ 0, 068 = 0,68 м/сут.Действительная скорость грунтового потока: Vд = V/ n = 0,68/ 0,4 = 1,7 м/сут.

3.2 Карта гидроизогипс

Рисунок 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 K +, мг/л	57	≤ 50 000	+
Содержание магнезиальных солей в пересчете на ионы Mg2+ , мг/л	49	≤1000	+
Содержание сульфатов в пересчете на ионы SO4 ^2- , мг/л	266	< 250	-
Бикарбонатная щелочность в пересчете на ионы HCO³, мг/л	287	> 64.1	+
Водородный показатель pH	6,4	> 6.5	_