Оценка гидрогеологических условий на площадке строительства и прогноз развития неблагоприятных процессов при водопонижении

Общая категория  – II (средней сложности)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Гидрогеологические расчеты по строительному водопонижению

 

1. Тип выемки:   котлован – совершенный:

 

траншея – несовершенная:

 

2. Величина водопритока Q (м³/сут.) для совершенного короткого котлована вычисляемся по формуле:

 

где k – коэффициент фильтрации грунта водоносного слоя, м/сут.; h₁ – мощность при статическом уровне (до водопонижения), м.; r₀ – приведенный радиус котлована, м, равный ; l, b – длина, ширина котлована (соответственно), м; R_k – радиус влияния котлована, м, равный R +r₀, где R – радиус влияния водопонижения, м.

1. м³/сут

h₁=2,7 м r₀=18 м   k=3 м/сут  R=30 м(из табл.)  R_k=48 м 

2. м³/сут

h₁=2,7 м  r₀=18 м   k=3м/сут  R=2S =16м  R_k=34 м 

 

 

 

3. Величина водопритока Q (м³/сут.) для несовершенной траншеи вычисляется по формуле:

 

где L – длина траншеи, м.

1. м³/сут

S=0,8м  R=30 м   k=3 м/сут   L=155 м  

2. м³/сут

S=0,8м   R=16 м   k=3 м/сут   L=155 м  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Прогноз процессов в грунтовой толще, связанных с понижением уровня грунтовых вод

 

1. Прогноз суффозионного выноса.

График прогноза суффозионного  выноса В.С. Истоминой:

 

Для котлована:

• степень неоднородности грунта C_u (установлена ранее):

Сu=10

• величина гидравлического градиента i:

i=S/(0,33*R)=2,7/(0.33*30)=0,27

 

Для траншеи:

Сu=10

i=S/(0,33*R)=0,8/(0.33*30)=0,08

 

 

Обе точки попали в область безопасных градиентов, развитие суффозии невозможно.

 

2. Фильтрационный выпор в дне выемки

При водопонижении величина градиента i=0,08<1; траншея несовершенная, значит, фильтрационного выпора не будет.

 

3. Прогноз оседания поверхности земли при снижении уровня грунтовых вод.

 

 

 

 

 

 

Рис. 9.2. Схема оседания поверхности  земли при водопонижении:

 

А – зона аэрации до водопонижения, где γ – удельный вес грунта; B – зона полного водонасыщения, где γ_sb – удельный вес грунта; C – зона «осушенного» грунта после водопонижения

 

[м]

• удельный вес грунта ниже уровня грунтовых вод:

_sp=_s-_w*(1-n)  [кН/м³]

• удельный вес воды:

=-_sp  [кН/м³]

• удельный вес твердых частиц грунта :

γ_s=10*2,65=26,5 кН/м³(p_s=2,65 т/м³)

• удельный вес грунта :

γ=10*1,8=18,0  кН/м³ (p=1,8 т/м³)

• удельный вес воды:

γ_w=10 кН/м³

• пористость:

n=0,35

• Модуль общей деформации грунта:

E=12 МПа=12000 кПа

• удельный вес воды:

_sp=-)*(1-0,35)=10,7 кН/м³

=-7,3 кН/м³

• Осадка территории:

=0,0022

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Прогноз воздействия напорных вод на дно котлованов (траншей)

 

• давление напорных вод p_изб:

P_изб=_w*H_w

P_изб=10*7,8=78 Па

• давление грунта («целика») p_гр в основании котлована (траншеи):

P_гр=*h_гр

P_гр=19,2*3,0=57,6

=19,2кН/

 

P_изб> P_гр   => прорыв напорных вод в котлован.

 

Для уменьшения избыточного  напора применяют глубинное водопонижение  с помощью трубчатых колодцев-скважин. (вода откачивается насосами или выходит  самоизливом).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В ходе работы были решены следующие  задачи:

• в скважине №25 определен пропущенный слой и его характеристика;
• охарактеризован рельеф и геологическое строение площадки, построен инженерно-геологический разрез;
• охарактеризовано гидрогеологическое строение площадки, построена карта
• произведены гидрогеологические расчеты водопритока в совершенный котлован  и несовершенную траншею в условиях принудительного водопонижения: водоприток в совершенном котловане равен 70,3; в несовершенной траншее –  10 ;
• произведен прогноз процессов в грунтовой толще, связанных с понижением уровня грунтовых вод: в пределах скважины №25 не возможен суффозионный вынос при водопонижении для совершенного котлована;
• произведен прогноз воздействия межпластовых вод на дно котлована: при совершенном котловане возможен прорыв или подъем дна котлована. Для уменьшения избыточного  напора применяют глубинное водопонижение с помощью трубчатых колодцев-скважин (вода откачивается насосами или выходит самоизливом). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

 

Задания и методические указания для выполнения курсовой работы по курсу «Инженерная геология»  для студентов специальности 290300 - промышленное и гражданское строительство (всех форм обучения) «Оценка гидрогеологических условий площадки строительства» / СПб. гос. архит.-строит. ун-т; Сост.: Н. И. Зеленкова, В. А. Челнокова. СПб., 2003. 56 с.

В.П.Ананьев. А.Д.Потапов. Инженерная геология: Учеб. Для строит. спец. вузов – 3-е изд., перераб. и испр.– М.: высш.шк., 2005.-575 с.

ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация.

СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии.

ТСН 50-302-96 Устройство фундаментов гражданских зданий и сооружений в Санкт-Петербурге и на территориях, административно подчиненных Санкт-Петербургу.