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

Санкт-Петербургский государственный

 Архитектурно-строительный  Университет

 

 

 

Кафедра геотехники

 

 

 

Дисциплина: инженерная геология

 

 

 

 

 

Курсовая  работа:

 

«Оценка гидрогеологических условий

на  площадке строительства

и прогноз  развития неблагоприятных процессов

при водопонижении»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                  Выполнил: студент гр.1П-3

                                                                                                           Киселёв А.О.

                                                                                                           Преподаватель:

                                                                                                           Челнокова В.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                              Санкт-Петербург

2012

 

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. Поэтому оценка гидрогеологических условий является важнейшей составной частью инженерно-геологических изысканий (инженерно-геологические изыскания входят в состав «Инженерных изысканий для строительства» СНиП II-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 как в процессе строительства, так и в период эксплуатации зданий и сооружений. Изменения могут иметь временный 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);

• повышение 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

Карта фактического материала, содержащая сведения

о рельефе и размещении разведочных скважин (рис. 1)

 

Участок 4

 

Геолого-литологические колонки по разведочным скважинам

 

Таблица 1

 

Номер скважины и абсолютная отметка устья	Номер слоя	Индекс слоя	Полевое описание пород	Отметка подошвы слоя, м	Отметка уровней подземных  вод
24 15,1	1   2   3   4   5	p IV   ml IV   lg III   g III   gIII	Торф   См. табл.2   Суглинок ленточный, текучий   Песок крупный, плотный, водонасыщенный Суглинок с гравием, твердый.	14,2   10,5   6,2   5,1   3,1	14,0 14,0         6,2 13,5
29 15,6	1     2   3   4	ml III     lg III   g III   g III	Песок средней крупности, средней плотности, с глубины 0,6м, водонасыщенный Суглинок слоистый, мягкопластичный   Песок гравелистый, плотный, водо-насыщенный Супесь с гравием, пластичная	12,0   9,0   7,2   5,6	15,0 15,0
30 15,7	1   2   3	ml IV   lg III   g III	Супесь пылеватая, пластичная   Суглинок слоистый, мягкопластичный   Супесь с гравием, пластичная	12,5   9,5   5,7	13,9 14,1

 

Сведения  о гранулометрическом составе грунта

первого водоносного  слоя

 

Таблица 2

 

Номер участка	Номер скважины	Галька >100	Гравий 10-2	Песчаные				Пылеватые		Глинистые
				2-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	0,1-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005
4	24	9	6	5	10	17	24	21	6	2

 

 

 

Сведения  о физико-механических свойствах  грунтов

 

Таблица 3

 

Грунт	Индекс слоя	Плотность, т/м3		Число пластичности Ip, д. ед.	Показатели пористости, д. ед.		Модуль деформации Е, МПа	Содержание ОВ*, %
		ρS	ρ		n	e
Песок крупный	ml IV	2,66	1,65	-	0,42	0,68	35	-
Песок средней крупности	ml IV	2,65	1,65	-	0,40	0,66	25-35	-
Супесь пылеватая заторфованная	ml IV	2,15	1.72	0,07	0,77	3,44	4-10	35
Супесь слоистая	lg III	2,68	2,05	0,03	0,38	0,60	8-21	-
Суглинок ленточный	lg III	2,72	1,92	0,16	0,55	0,90	6-12	-
Суглинок с гравием, галькой	g III	2,70	2,15	0,14	0,31	0,45	20-30	-
Торф верховой слаборазложившийся	p IV	1.50	0.90	-	0.91	18	0.8	90

 

*ОВ - органическое вещество

 

 

 

 

 

 

1. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

 

 

Скважины вскрывают 4 слоя:

 

I слой. Озерно-морские отложения ml IV – песок пылеватый в районе скважины 24 ближе к скважине 29 переходит в песок средней крупности, после чего ближе к скважине 30 переходит в супесь пылеватую, пластичную. Эти четвертичные отложения являются первым водоносным слоем - грунтовые воды. Средняя мощность слоя, в среднем, составляет 3,8м.

 

II слой. Озерно-ледниковые отложения lg III – суглинок ленточный, текучий в районе скважины 29 переходит в суглинок пластичный, мягкопластичный. Средняя мощность слоя 3,4м. Эти породы являются первым водоупорным слоем.

 

III слой. Ледниковые отложения g III – песок крупный, плотный, водонасыщенный в районе скважины 29 переходит в песок гравелистый, плотный,водонасыщенный. Второй водоносный слой. Мощность слоя 1,4м.

 

 

IV слой. Ледниковые отложения g III – суглинок с гравием, твёрдый, в районе скважины 29 переходит в супесь с гравием, пластичную. Второй водоупорный слой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построение  суммарной кривой гранулометрического  состава

грунта  первого слоя скважины 24

 

Результаты гранулометрического  анализа

Таблица 4

 

Диаметры частиц, мм	>10	10-2	2-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	0,1-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	<0,005
Содержание фракций, %	9	6	5	10	17	24	21	6	2

 

Вспомогательная таблица полных остатков

Таблица 5

 

Диаметры частиц, мм	>10	<10	<2	0,5	<0,25	<0,1	0,05	<0,01	<0,005
Сумма фракций, %	100	91	85	80	70	53	29	8	2

 

Согласно классификации дисперсных грунтов по ГОСТ 25100-95.

 Грунты, табл. 2.3 [с. 30], определим наименование неизвестного слоя – песок пылеватый.

 

 

Характеристики  грунта:

 

1. Действующий диаметр:  ;

контролирующий диаметр:  .

 

2. Степень неоднородности по ГОСТ: 

 –неоднородный песок

3. Суффозионная устойчивость:

 - суффозионно-неустойчивый песок.

 

4. Ориентировочное значение коэффициента фильтрации.

 

, - значение коэффициента фильтрации необходимо принять по таблице средних значений высоты капиллярного поднятия, коэффициента фильтрации радиуса влияния при водопонижении в безнапорном слое:

 

Таблица 6

 

Грунт (порода)	Коэффициента фильтрации k, м/сут	Радиус влияния R, м	Высота капиллярного поднятия hk, м
Супесь	1-3	20-40	0,4-1,5

 

Значение коэффициента фильтрации: .

5. Высота капиллярного поднятия:

.

Выделение инженерно-геологических элементов (ИГЭ)

в пределах пробуренной толщи

 

№ ИГЭ	индекс	грунт	е	IL
1	p IV	Торф	-	-
2	ml IV	Супесь пылеватая, пластичная	-	0-1
3	ml III	Песок средней крупности, рыхлый	>0,7	-
4	ml IV	Песок пылеватый	<0,6	-
5	lg III	Суглинок ленточный, текучий	-	>1
6	lg III	Суглинок слоистый, мягкопластичный	-	0,5-0,75
7	g III	Песок крупный, плотный, водонасыщенный	<0,55	-
8	g III	Суглинок с гравием, твердый	-	<0
9	g III	Песок гравелистый, плотный	<0,55	-
10	g III	Супесь с гравием, пластичная	-	0-1