Оценка гидрогеологических условий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание работы

Введение

1. Геологические условия

2. Гидрогеологические условия

3. Гидрогеологические расчеты при строительном водопонижении

Заключение

Введение

На строительных площадках многие трудности связаны с подземными водами: затопление котлованов (траншей), нарушение устойчивости их стенок, прорыв дна под воздействием напорных вод и др. В дальнейшем, уже при эксплуатации отдельных сооружений или застроенных территорий в целом, также могут возникнуть осложнения: подтопление подвалов, коррозия бетона и других материалов, проседание поверхности земли за счет водопонижения. По этому оценка гидрогеологических условий является важнейшей составной частью инженерно-геологических изысканий (инженерно-геологические изыскания входят в состав «Инженерных изысканий для строительства» СНиП 11-02-96), на основе которых ведется проектирование оснований и фундаментов.

Для целей проектирования и строительства понятие «гидрогеологические условия» можно определить как совокупность следующих характеристик водоносных горизонтов (слоев):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.

Режим подземных вод изменяется в процессе строительства, так и в период эксплуатации здания и сооружения. Изменения могут иметь вредный или постоянный характер. Наиболее часто встречаются:

Понижение уровня грунтовых вод (проходка котлованов, систематический дренаж, устройство дорожных выемок, дренирующих засыпок траншей и др.);

Снижение напоров в межпластовых водоносных горизонтах (проходка котлованов и коллекторов глубокого заложения);

Повышения уровня грунтовых вод (утечки из водонесущих сетей, «барражный» эффект фундаментов глубокого заложения, крупных подземных сооружений и т.п.);

Изменение химического состава и температуры подземных вод (утечки из сетей, антиналедные мероприятия и др.).

Понижение уровня грунтовых вод может влиять на состояние песчаных и супесчаных грунтов, вызывая как разуплотнение, так и уплотнение их.

Повышение уровня грунтовых вод вызывает увеличение влажности и индекса текучести у пылевато-глинистых грунтов, что приводит к уменьшению прочностных и деформативных показателей.

Практически все перечисленные изменения свойств грунтов, вызванные нарушением гидрогеологических условий, могут приводить к дополнительным осадкам грунтовой толщи и деформациям сооружений.

скважина подземный напорный

1. Геологические условия

Исходные данные

Рисунок 1 Схема участка №6. М 1:2000

Таблица 1 Описание колонок буровых скважин

Участок №6 имеет возвышенность практически в центре участка. Отметки высот лежат в пределах от 2,0м до 5,0м. Отметка подошвы возвышения равна 3,0м, наивысшая точка с отметкой 5,0м. Уклон участка к северо-восточной части участка составляет 6%. К северу 10%, к западу и северо-западу 5%, к южной части участка 8%. Склоны пологие с углом от 30 до 50. Номера скважин участка выданных по заданию для анализа 39, 42, 45.

На основании данных таблицы 2 «Результаты гранулометрического анализа грунтов 1-го слоя» выясняем его наименование по ГОСТ.

Таблица 2 Результаты гранулометрического анализа грунта 1-го слоя

Грунт 1-го слоя скважины №42 Супесь пылеватая с растительными остатками.

Рисунок 2 Геолого-литологический разрез

Таблица 3 Результаты гранулометрического анализа

Таблица 4 Вспомогательная таблица полных остатков

После построения графика суммарной кривой гранулометрического состава (рис.2) получаем следующие данные:

d10=0,01

d60=0,177

Cu>10 - неоднородная супесь суффозионно неустойчивая

Определим ориентировочное значение коэффициента фильтрации k (м/сут)

k=0,3 м/сут, (по табл. 8.2 методических указаний)

Определим высоту капиллярного поднятия hk (см)

Рисунок 3 Суммарная кривая гранулометрического состава

Рисунок 4 Выделение инженерно-геологических элементов на разрезе

Исходя из полученных данных геолого-литологического разреза можно сказать, что коренные грунты, в глубинах выполненных скважин отсутствуют.

Категория сложности инженерно-геологических условий по геологическим факторам - средней сложности, так как площадка содержит не более 4-х различных по литологии слоев, залегающих наклонно. Мощность изменяется закономерно. Существенное различие характеристик свойств грунтов в плане или по глубине. Поверхность наклонная, слабо расчлененная.

2. Гидрогеологические условия

Судя по данным геолого-литологического разреза водоносных слоев 2.

Тип по условиям залегания воды по слоям: верхний - грунтовая вода, второй - межпластовый водоносный слой.

Водовмещающий слои - ИГЭ-1 (супесь пылеватая, пластичная), ИГЭ-2 (песок пылеватый, рыхлый водонасыщенный),ИГЭ-4 (супесь пылеватая, с гравием, пластичная) (см. рис.2)

Водоупорные слои - ИГЭ-3(суглинок слоистый, текучий), ИГЭ-6(суглинок с гравием, галькой, полутвердый)см. рис.2.

Глубина залегания первого водоносного слоя 0,1м(СКВ. 39 и 42), 0,9м (СКВ. 45), второго водоносного слоя 5,5 м (СКВ. 42)

Мощность первого водоносного слоя 2,9 м(СКВ.№39), 3,9 м(СКВ.№42), 3,1 м (СКВ.№45). Мощность второго водоносного слоя - 2,0 м (СКВ.№42)

Величина напора Низб=5,4 м для второго водоносного горизонта.

Рисунок 5 Карта гидроизогипс. Сечение 0,2м

Исходя из данных карты гидроизогипс характер течения потока радиальный расходящийся.

Определим величину гидравлического градиента:

Рассчитываем скорость грунтового потока кажущуюся:

Скорость грунтового потока действительная:

м/сут

м/сут

Грунтовый поток с поверхностными водами реки, озера, пруда и т.п. не связан.

Таблица 5 Данные химического анализа грунтовых вод

Таблица 6 Выражение результатов анализа в различных формах

Химическая формула воды будет выглядеть следующим образом:

Общее показание солей 0,656 г/л - вода пресная, гидрокарбонатно-натриевая. Соответствие с таблицей 7.3 подземная вода агрессивна к бетону, по показателю кислотности рН >5.

Категория сложности участка по гидрогеологическим факторам - II (средней сложности), так как имеется два выдержанных горизонта подземных вод, обладающих напором.

3. Гидрогеологические расчеты при строительном водопонижении

Тип котлована считается несовершенным, так как дно не доходит до водоупора. Тип траншеи является совершенным, так как дно её доходит до водоупора.

Рисунок 6 Схема водопритока

котлован короткий, формируется радиальный поток, так как соотношение сторон <10.

Приток воды рассчитываем по формуле:

- для котлована

,

где R взята из таблицы 8.2 методических указаний.

- для траншеи

,

где R взята из таблицы 8.2 методических указаний.

Водопонизительные работы изменяют скорость движения и направления потока грунтовых вод. Открытый водоотлив из котлованов и траншей может сопровождаться выносом 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. Глубинное водопонижение с помощью иглофильтров уплотняет грунт вокруг котлована и под его дном, вызывая оседание поверхности. Определяем координаты точки:

- развитие суффозии находится в зоне безопасных градиентов, так как СU = 17,7

Фильтрационного выпора не будет, так как i<1.

Предварительный расчет осадки территории можно произвести по формуле:

2620-308=2312 кН/м3

=(2620-1850)*(1-0,6)=850*0,4=308 кН/м3

Проверим устойчивость грунтов в основании котлована и траншеи.

Ргр=гhгр=2650 кН/м3*2м=5300 кН/м2

Ризб= гwHw=1000*5,4=5400 кН/м3

Ризб > Ргр - напорные воды прорвутся в котлован

Для безопасного ведения работ нужно укрепить стенки котлована и организовать откачку воды прорывающейся через дно котлована из приямка насосом.

Заключение

Участок №6 имеет возвышенность в южной части участка. Отметки высот лежат в пределах от 2,0м до 5,0м. Отметка подошвы возвышения равна 3,0м, наивысшая точка с отметкой 5,0м. Уклон участка к северо-восточной части участка составляет 6%. К северу 10%, к западу и северо-западу 5%, к южной части участка 8%. Склоны пологие с углом от 30 до 50. В разрезе выявлены 6 типов инженерно-геологических элементов: ИГЭ-1 (супесь пылеватая, пластичная), ИГЭ-2 (песок пылеватый, рыхлый водонасыщенный), ИГЭ-3(суглинок слоистый, текучий), ИГЭ-4 (супесь пылеватая, с гравием, пластичная), ИГЭ-5 (песок крупный, плотный с галькой, водонасыщенный), ИГЭ-6(суглинок с гравием, галькой, полутвердый) см. рис.2. По категории сложности: гидрогеологическим факторам - II (средней сложности), так как имеется два выдержанных горизонта подземных вод, обладающих напором; инженерно-геологических условий по геологическим факторам - средней сложности, так как площадка содержит не более 4-х различных по литологии слоев, залегающих наклонно. Мощность изменяется закономерно. Существенное различие характеристик свойств грунтов в плане или по глубине. Поверхность наклонная, слабо расчлененная.

По гидрохимическим факторам грунтовая вода пресная и агрессивна к бетону только по водородному (кислотному) показателю рН. В целом, исходя из полученных расчетов и данных, участок имеет II категорию сложности инженерно-геологических условий.

При водопонижении следует укрепить стенки котлована и организовать откачку воды прорывающейся через дно котлована из приямка насосом. Так же предусмотреть мероприятия по защите бетонных конструкций фундамента от воздействия грунтовых вод, в связи с их большим значением рН.

Размещено на Allbest.ru