Аналитический блок

2.1 Территория рассматриваемого участка представляет собой фрагмент пологой равнины с возвышением в направлении с запада на восток в пределах абсолютных отметок от 13,7 до 16,1 м. Общий уклон участка составляет 0,01.

2.2 Результаты гранулометрического анализа

Для определения точного названия этого слоя и некоторых его характеристик построим суммарную кривую гранулометрического состава. Для этого составим вспомогательную таблицу «полных остатков»:

Суммарная кривая гранулометрического состава

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

d₁₀ = 0,008 мм

d₆₀ = 0,11 мм

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

Степень неоднородности грунта:

На основе результатов гранулометрического анализа получили, что грунт первого слоя (по ГОСТ 25100-95) – это суффозионно неустойчивый мелкий песок средней пористости.

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 = 6 м/сут

Радиус влияния R = 55 м

Высота капиллярного поднятия hk = 0,67 м

2.3. Геологическое строение площадки и выделение инженерно-геологических элементов (ИГЭ)

Выделение ИГЭ

В геологическом строении площадки принимают участие следующие стратиграфо-генетические комплексы:

t IV современные насыпные грунты.

Состав: насыпной слой.

Глубина залегания кровли слоя 0 м. (скв.№27)

Мощность слоя 1,1 м. (скв.№27).

b IV - торф.

Состав: торф.

Глубина залегания кровли слоя 1,1м (скв.№27)

Мощность слоя 0,7 м. (скв.№27).

(m-l) IV - современные морские и озерные нерасчлененные отложения.

Состав: супесь пылеватая, пластичная; песок средней крупности, средней плотности; мелкий песок средней плотности, суффозионно неустойчивый; песок мелкий рыхлый.

Абсолютные отметки кровли лежат в пределах от 9,1 м (скв. № 27) до 15,7 м. (скв. № 30); мощность слоя колеблется от 2,8 м (скв. № 27) до 3,8 м (скв. № 28).

В пределах слоя вскрыт безнапорный водоносный горизонт грунтовых вод.

lg III - верхнечетвертичные озерно-ледниковые отложения.

Состав: суглинок слоистый, мягкопластичный; суглинок пылеватый, слоистый, мягкопластичный; суглинок слоистый, текучий.

Абсолютные отметки кровли лежат в пределах от 9,1 м (скв. № 27) до 12,5 м. (скв. № 30); мощность слоя колеблется от 2,8 м (скв. № 27) до 3,0 м (скв. № 28).

g III - Верхнечетвертичные ледниковые отложения (моренные).

Состав: супесь с гравием, пластичная; песок гравелистый, плотный, водонасыщенный; суглинок с гравием, полутвердый.

Абсолютные отметки кровли лежат в пределах от 6,9 м (скв. № 27) до 9,5 м. (скв. № 30); мощность слоя колеблется от 2,4 м (скв. № 27) до 3,8 м (скв. № 28).

В пределах слоя вскрыт (в скважине № 28) напорный (артезианский) горизонт подземных вод. Величина напора над кровлей 5,5 м.

2.4. Гидрогеологическое строение площадки

В пределах площадки буровыми скважинами вскрыты два водоносных горизонта.

Первый от поверхности горизонт грунтовых вод залегает на глубинах от 0,6 м (скважина № 29) до 1,6 м (скважина № 30) (от дневной поверхности). Водовмещающими породами являются торф b IV, пески различной крупности (m-l)IV, супесь(m-l)IV. Водоупором служит суглинок слоистый, мягкопластичный; суглинок пылеватый, слоистый, мягкопластичный; суглинок слоистый, текучий. Мощность горизонта колеблется от 0 м. (скважина №29) до 0,2 м. (скважина №27, 28, 30).

Водопроницаемость характеризуется коэффициентом фильтрации от 10 до 30 м/сутки.

Второй горизонт напорных межпластовых (артезианских) вод вскрыт в скважине № 28. Водоносный слой залегает на глубинах от 6,8 м (скважина № 28) до 6,6 м (скважина №29). Водовмещающей породой является песок гравелистый, плотный, водонасыщенный, верхний водоупор – суглинок пылеватый, слоистый, мягкопластичный и суглинок слоистый, пластичный. Величина избыточного напора 6,5 м.

В западной части участка поток плоский, в восточной – радиальный.

Гидравлический уклон

Скважины № 27-29 i_max=(15,0-12,6)/121=0,019

Скорость грунтового потока (кажущаяся):

Примем коэффициент фильтрации k = 20 м/сут.

v_max=k*i_max=20*0.019=0.38 м/сут

Скорость грунтового потока (действительная):

v_{действmax}=v_max/n=0.38/0.4=0.95 м/сут,

где n = 0,4 д. ед. – пористость водовмещающих пород (песок средней крупности).

2.5. Химический состав подземных вод и оценка агрессивности воды

Пробы скважины 28

рН=6,4 - среда кислотная

Химическая формула воды Курлова.

Вода пресная, агрессивная по содержанию бикарбонатной щелочи.

Оценка качества воды по отношению к бетону

3. Гидрогеологические расчёты притоков воды при водопонижении

3.1 Расчёт притока воды к совершенным выработкам (котлован)

Исходные данные:

Скважина № 27

Глубина котлована h_к = 4,6 м

Размеры котлована 25 х 50 м

Тип выемки – совершенный (дно котлована врезается в водоупор)

Характер потока вокруг выемки – плоский

Глубина залегания грунтовых вод d = 1,1 м

H₁ – мощность водоносного горизонта (H₁ = S = 3,5м)

Коэффициент фильтрации k = 6 м/сут

R – радиус влияния водопонижения, м

R_нач =

R_табл = 55 м

r₀ – приведенный радиус «большого колодца», м

- радиус влияния «большого колодца», м

Расчет притока воды в котлован:

м³/сут

Q=2 л/сек

м³/сут

Q=2,8 л/сек

3.2. Расчёт притока воды к несовершенным выработкам (траншея)

Так как коэффициент фильтрации больше 0,1 k>0,1, то воду из траншеи откачиваем насосом (принудительный дренаж).

Исходные данные:

Скважина № 27

Глубина траншеи h_тр = 3 м

Длина траншеи l = 150 м

Тип выемки – несовершенный (дно траншеи не доходит до водоупора)

Характер потока вокруг выемки – плоский

Глубина залегания грунтовых вод d = 1,1 м

Заглубление траншеи в водоносный горизонт S =t=2,4 м.

Мощность водоносного слоя до водопонижения H = 3,5 м.

Коэффициент фильтрации k = 6 м/сут

h = 0,9 м

R_нач =

R_табл = 55 м

Расчет притока воды

Конец откачки

Начало откачки

4. Прогноз последствий водопонижения

4.1 Оценка возможности развития суффозионного процесса

Степень неоднородности грунта (мелкий песок средней плотности, суффозионно неустойчивый) С_и =13,75

Координаты точки на графике:

в котловане

,

в траншее

где S – разность напоров (отметок) водоносного слоя, м;

R = l – путь фильтрации, равный радиусу влияния, м (максимальное значение); 0,33 – коэффициент, ограничивающий значимый путь фильтрации областью, прилегающей к котловану.

Точка с координатами (13.75; 0,193) попадает в область II – область безопасных градиентов.

Точка с координатами (13.75; 0,132) попадает в область II – область безопасных градиентов.

Таким образом, суффозионный вынос вблизи траншеи и котлована не предвидится.

Последствиями суффозионного выноса могут быть обрушение стенок котлована, проседание поверхности земли над трубопроводом и вблизи колодцев – за счет выноса тонких фракций грунта и его рзуплотнения; изменение свойств песков, используемых для обратной засыпки траншей, пазух колодцев и дренажной сети – за счет вымывания тонкких фракций (заиления), что может привести к изменению степени пучинистости грунта, выходу из строя дренажной системы и т.д.

4.2. Фильтрационный выпор в дне выемки

При водопонижении величина градиента i = 0,193 < 1, котлован совершенный, значит фильтрационного выпора не будет.

4.3. Прогноз оседания земной поверхности

при снижении уровня грунтовых вод

(для котлована)

Понижение уровня грунтовых вод вызывает увеличение давления грунта от собственного веса. Величина связанной с этим осадки зависит от глубины водопонижения и сжимаемости грунта (песок средней крупности).

Предварительный расчет осадки территории можно произвести по формуле

где кН/м³

γ= 17,4 кН/м³ – удельный вес грунта,

γ_sb - удельный вес грунта в условиях взвешивания, кН/м³

кН/м³

= 26,5 кН/м³ – удельный вес твердых частиц грунта,

= 10 кН/м³ – удельный вес воды,

n = 0,37 д.ед. – пористость

= 3,5 м – величина водопонижения,

Е = 24 000 Па – модуль общей деформации грунта в зоне депрессионной воронки.

Тогда:

Осадка грунта крайне мала.

4.4. Прогноз воздействия напорных вод на дно котлована

В случае, когда на площадке строительства выявлен напорный водоносный горизонт, необходимо проверить устойчивость грунта в основании котлована. Возможны три варианта:

- дно выработки устойчиво;

- подъем дна котлована за счет разуплотнения грунта в его основании;

- прорыв напорных вод в котлован.

P_изб > P_гр, дно выемки неустойчиво, произойдет прорыв напорных вод в котлован.

Заключение

По СП 11-105-97 сделаем вывод о категории сложности инженерно-геологических условий строительной площадки.

По геоморфологическим условиям площадка относится к II (средней сложности) категории сложности, так как находится в пределах нескольких геоморфологических элементов одного генезиса. Поверхность наклонная, слаборасчлененная.

По геологическим условиям в сфере взаимодействия здания и сооружения с геологической средой участок имеет II (средняя сложность) категории сложности, так как имеется не более четырех различных по литологии слоев, залегающих наклонно и с вклиниванием. Мощность изменяется закономерно. Свойства грунтов существенно изменяются в плане и по глубине. Скальные грунты имеют неровную кровлю и перекрыты нескальными грунтами.

По гидрогеологическим факторам в сфере взаимодействия здания и сооружения с геологической средой участок имеет II категорию сложности, так как имеется два выдержанных горизонта подземных вод, обладающих напором и содержащих загрязнение.

По специфическим грунтам в сфере взаимодействия здания и сооружения с геологической средой участок имеет II категорию сложности, так как имеет ограниченное или не оказывают существенное влияние на выбор проектных решений.

По техногенным воздействиям и изменениям освоенных территорий площадка относится к III категории сложности, так как они оказывают существенное влияние на выбор проектных решений и осложняют производство инженерно-геологических изысканий в части увеличения их состава и объема работ. К ним относится суффозионный вынос и прорыв дна котлована напорными водами.

К необходимым защитным мероприятиям можно отнести внимательный подбор состава цемента (для защиты от разрушения фундаментов зданий и сооружений грунтовыми водами) и тщательный контроль за производством инженерно-геологических изысканий и строительных работ в условиях возможного прорыва дна котлована напорными грунтовыми водами.

Список использованной литературы

1. Ананьев В.П., Потапов А.Д. Инженерная геология. М., 2000.

2. Гавич И.К. и др. Сборник задач по общей гидрогеологии. М., 1985.

3. Руководство по производству и приемке работ при устройстве оснований и фундаментов. М., 1977.

4. Солодухин М.А., Архангельский И.В. Справочник техника-геолога по инженерно-геологическим и гидрогеологическим работам. М., 1982.

5. СП 11-105-97. Свод правил для инженерных изысканий в строительстве. М., 1998.

6. Зеленкова Н.И., Челнокова В.А. Оценка гидрогеологических условий площадки строительства. СПб., 2003.

Поиск по сайту: