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

Министерство образования 

Российской Федерации

 

Санкт-Петербургский государственный  архитектурно-строительный университет

 

 

 

Кафедра геотехники

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

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

 

 

 

 

 

 

 

 

Работу выполнила

студент группы 5-С-2

Булушев А.А.

Работу принял

преподаватель

Кислицин Л.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2013

Оглавление 

Введение............................................................................................................................................3

1. Исходные данные.............................................................................................................4

1.1. Карта фактического материала.................................................................................................4

1.2. Геолого-литологические  колонки опорных скважин.............................................................5

1.3. Результаты  гранулометрического анализа..............................................................................8

1.4. Результаты  химического анализа грунтовых вод...................................................................8

1.5. Сведения  о физико-механических свойствах грунтов...........................................................8

         2.   Аналитический блок.......................................................................................................9

2.1. Характеристика рельефа площадки.........................................................................................9

2.2. Определение и классификация  пропущенных слоев.............................................................9

2.3. Геологическое строение площадки и выделение

       инженерно-геологических  элементов (ИГЭ)........................................................................10

       (Приложение 1 – инженерно-геологический разрез)

2.4. Гидрогеологическое строение площадки..............................................................................11

       (Приложение 2 – карта гидроизогипс)

2.5. Химический состав подземных вод и оценка агрессивности воды

      по отношению  к бетону............................................................................................................12

         3.   Гидрогеологические расчёты притоков воды при водопонижении....................13

3.1. Расчет притока воды к совершенным

       выработкам (котлован)............................................................................................................13

       (Приложение 3 –  схема водопритока к котловану)

3.2. Расчёт притока воды к несовершенным

       выработкам (траншея).............................................................................................................14

       (Приложение 3 – схема водопритока к траншее)

         4.   Прогноз последствий водопонижения.......................................................................15

4.1. Прогноз суффозионного выноса............................................................................................15

4.2. Фильтрационный выпор  в дне выемки..................................................................................16

4.3. Прогноз оседания земной поверхности при снижении уровня

       грунтовых  вод..........................................................................................................................16

4.4. Прогноз воздействия напорных вод на дно котлована........................................................17

Заключение....................................................................................................................................18

Список использованной литературы........................................................................................19

 

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. 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.
(m-l)IV	15,5	0	3,4	3,4		Супесь пылеватая, пластичная	17,0	17,2
gIII	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.
(m-l)IV	16,5	0	3,2	3,2		Неизвестный слой
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.
(m-l)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

 

 

 

2. Результаты гранулометрического анализа грунтов первого водоносного слоя

 

Номер участка	Номер скважины	Галька >100	Гравий 10-2	Песчаные				Пылеватые		Глинис-тые
				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

 

Грунт	Индекс слоя	Плотность, т/м3		Число пла-стичности IP, д. ед.	Показатели пористости, д. ед.		Модуль де- формации Е, МПа	Содержа-ние ОВ*, %	Степень разложения торфа D, %
		ρs	ρ		n	e
Песок средней крупности	(m-l)IV	2,65	1,65	-	0,40	0,66	23-35	-	-
Супесь пылеватая с  растительными остатками	(m-l)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	-	-