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

Размещено на http://www.allbest.ru/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

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

 

 

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 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 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  деформации сооружений.

 

 

1. Исходные данные

 

1.1 Карта фактического материала

 

Масштаб 1:2000

 

Условные обозначения

 буровая скважина, абсолютная  отметка устья

 изогипса с абсолютной отметкой

 

1.2 Геолого-литологические колонки опорных скважин

 

Скважина №52

Н = 18,9 м

Геологический индекс	Отметка подошвы слоя	Глубина залегания слоя, м		Мощность слоя	Разрез	Описание пород	Уровни подземных вод  с датой замера
		от	до				Появл.	Устан.
ml IV	15,5	0	3,4	3,4		Супесь пылеватая, пластичная	17,0	17,2
g III	14,0	З, 4	4,9	1,5		Суглинок с гравием, галькой, тугопластичный
D1	12,5	4,9	6,4	1,5		Глина красная, полутвердая
O1	10,9	6,4	8,0	1,6		Известняк трещиноватый

 

 

Скважина №53

Н = 19,7 м

Геологический индекс	Отметка подошвы слоя	Глубина залегания слоя, м		Мощность слоя	Разрез	Описание пород	Уровни подземных вод  с датой замера
		от	до				Появл.	Устан.
ml IV	16,5	0	3,2	3,2		Неизвестный слой	18,4     12,5	18,6     17,5
gIII	15,2	З, 2	4,5	1,3		Суглинок с гравием, галькой, мягкопластичный
O1	11,7	4,5	8,0	3,5		Известняк трещиноватый

 

 

Скважина №54

Н = 20,0 м

Геологический индекс	Отметка подошвы слоя	Глубина залегания слоя, м		Мощность слоя	Разрез	Описание пород	Уровни подземных вод  с датой замера
		от	до				Появл.	Устан.
ml IV	16,0	0	4,0	4,0		Песок средней крупности, средней  плотности, с глубины 0,8 м, водонасыщенный	19,0	19,2
gIII	14,0	4,0	6,0	2,0		Суглинок с гравием, галькой, мягкопластичный
O1	12,5	6,0	7,5	1,5		Известняк трещиноватый

 

 

 

1.3 Результаты гранулометрического анализа грунтов первого водоносного слоя

 

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
7	53	-	1	33	39	17	7	3	-	-

 

1.4 Результаты  химического анализа грунтовых  вод

 

Номер скважины	Ca	Mg	K+Na	SO4	Cl	HCO3	CO2CB	pH
	мг/л
53	50	21	41	195	54	55	69	6,0

 

1.5 Сведения  о физико-механических свойствах грунтов

геологический опорный скважина водопонижение

Грунт	Индекс слоя	Плотность, т/м3		Число пластичности IP, д. ед.	Показатели пористости, д. ед.		Модуль де – формации Е, МПа	Содержание ОВ*, %	Степень разложения торфа D, %
		ρs	ρ		n	e
Песок средней крупности	ml IV	2,65	1,65	-	0,40	0,66	23–35	-	-
Супесь пылеватая с  растительными остатками	ml IV	2,62	1,85	0,06	0,60	1,50	7–15	7,5	-
Суглинок с гравием, галькой	gIII	2,70	2,15	0,14	0,31	0,45	20–30	-	-

ОВ* – органическое вещество

 

Плотность грунта ρ, т/м³ – отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к занимаемому объему вместе с порами.

Плотность минеральной  части грунта ρ_s, т/м³ – отношение массы сухого грунта к объему только твердой его части, исключая объем пор.

Число пластичности I_p, д. ед. – разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести W_L и на границе раскатывания W_p. W_L и W_p определяют по ГОСТ 5180.

Показатель  пористости n, д. ед. – отношение объема пор к полному объему образца грунта.

Показатель  пористости е, д. ед. – отношение объема пор в образце грунта к объему, занимаемому его твердыми частицами – скелетом.

Модуль общей  деформации Е, МПа – характеристика деформируемости грунта.

Степень разложения торфа D, % – характеристика, выражающаяся отношением массы бесструктурной (полностью разложившейся) части, включающей гуминовые кислоты и мелкие частицы негумицированных остатков растений, к общей массе торфа. Определяется по ГОСТ 10650.

 

 

2. Аналитический блок

 

2.1 Характеристика  рельефа площадки

 

Территория рассматриваемого участка представляет собой фрагмент пологоволнистой равнины в пределах абсолютных отметок от 18,1 до 20,0 м.

 

2.2 Определение и классификация пропущенных слоев

 

На основе результатов  гранулометрического анализа (таблица в п. 1.2.) получили, что грунт первого слоя (по ГОСТ 25100–95) – это песок средней крупности. Для определения точного названия этого слоя и некоторых его характеристик построим суммарную кривую гранулометрического состава. Для этого составим вспомогательную таблицу «полных остатков»:

 

Вспомогательная таблица  полных остатков

Диаметры частиц, мм	<10	<2	0,5	<0,25	<0,1	0,05	<0,01	<0,005
Сумма фракций, %	100	99	66	27	10	3	0	0

 

Суммарная кривая гранулометрического  состава

 
Определение действующего (d₁₀) и контролирующего (d₆₀) диаметров:

d₁₀ = 0,1 мм

d₆₀ = 0,45 мм

Результаты гранулометрического  анализа позволяют определить степень  неоднородности грунта и некоторые  его водные свойства – суффозионную устойчивость, коэффициент фильтрации, высоту капиллярного поднятия.

Степень неоднородности грунта:

 

 

Так как  , то грунт неизвестного слоя – это песок средней крупности неоднородный, суффозионно устойчивый.

Средние значения высоты капиллярного поднятия, коэффициента фильтрации и радиуса влияния возьмем из таблицы средних значений, поскольку условия для использования эмпирических формул (С_и < 5; d₁₀ >0,1) не выполнены.

Коэффициент фильтрации k = 20 м/сут

Радиус влияния R = 75 м

Высота капиллярного поднятия h_k = 0,25 м

 

Определим ориентировочное  значение высоты капиллярного поднятия h_k (см):

е = 0,66 д.ед. – коэффициент  пористости

С = 0,1 – эмпирический коэффициент