Оценка гидрогеологических условий площадки строительства и прогноз развития неблагоприятных процессов при водопонижении

Введение ……………………………………………………………………………..4

1.Исходные данные ………………………………………………………………....6

1.1. Карта фактического материала………………………………………………....6

1.2. Описание колонок буровых скважин…..……………………………………....7

1.3. Геолого-литологические колонки опорных скважин…………………………8

1.4. Результаты гранулометрического анализа……………………………………11

1.5. Результаты химического анализа грунтовых вод…………………………….11

1.6. Сведения о физико-механических свойствах грунтов.……………………...11

1.7. Сведения о параметрах объектов и их размещения в пределах площадки...12

2.Аналитический блок …………………………………………………………....13

2.1. Определение и классификация пропущенных слоев………………………..13

2.2. Характеристика рельефа площадки…………………………………………..14

2.3. Геолого-литологический разрез……………………………………………...14

2.4. Выделениеинженерно-геологических элементов (ИГЭ)………………...….17

2.5. Гидрогеологическое строение площадки…………………………………….18

2.6. Карта гидроизогипс……………………………………………………………19

2.7. Химический состав подземных вод и оценка агрессивности воды по отношению к бетону………………………………………………………………..20

3.Гидрогеологические расчёты притоков воды при водопонижении ……....23

3.1. Схема котлована и траншеи…………………………………………………...23

3.2. Расчёт притока воды к совершенным выработкам (котлован)……………...24

3.3. Расчёт притока воды к несовершенным выработкам (траншея)....................24

4.Прогноз последствий водопонижения ………………………………….…….26

4.1. Прогноз суффозионного выноса…………………………………………...…26

4.2 Мероприятия для устранения суффозии……………………………………...27

4.3. Фильтрационный выпор………………………………………………………27

4.4. Прогноз оседания земной поверхности при снижении уровня грунтовых вод…………………………………………………………………………….……..27

4.5. Прогноз воздействия напорных вод на дно котлована (траншеи)………….28

Заключение ………………………………………………………………………...30

Список использованной литературы …………………………………………...32

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. По этому 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 в процессе строительства, так и в период эксплуатации здания и сооружения. Изменения могут иметь вредный 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);

· Повышения 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.

Результаты гранулометрического анализа грунтов первого водоносного слоя.

По данным гранулометрического анализа это песок пылеватый.

Результаты химического анализа грунтовых вод

Сведения о физико-механических свойствах грунтовпервого водоносного слоя и первого водоупора

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.

Сведения о параметрах объектов и их размещения в пределах площадки

Скважина 9 - котлован (глубина - 4,7 м, длина - 10 м, ширина - 20 м)

Скважина 9 - траншея (глубина - 2 м, длина - 150 м, ширина 1 м)

Территория рассматриваемого участка представляет собой фрагмент пологого склона в пределах абсолютных отметок от 37,4 до 50,8 м, спускающегося с северо-запада на юго-восток под углом 6⁰.

· Величина гидравлического градиента на участках с максимальным и минимальным перепадом уровней грунтовых вод:

· Скорость потока на участках с максимальным и минимальным перепадом уровней грунтовых вод:

Строительное водопонижение применяется для снижения уровня грунтовых вод и величины избыточного напора межпластовых.

Применяем принудительный способ водопонижения – откачка воды из котлована, траншеи.

Схема водопритока к несовершенной выемке (траншея) - А и совершенной выемке (котлован) – Б

Котлован - совершенный тип (дно врезается в водоупор)

Траншея - несовершенный тип (дно траншеи не доходит до водоупора)

· Характер потока: формируется в процессе водопонижения вокруг выемки, зависит от соотношения ее сторон: l/b, где l - длина, b - ширина:

Для котлована:

котлован короткий, поток радиальный;

Для траншеи:

траншея длинная, узкая, поток плоский.

Фильтрационного выпора не будет так как котлован совершенного типа.

Участок № 2 представляет собой холмистую местность.

Проанализировав геолого-литологический разрез и состав выемок буровых скважин, можно сделать следующие выводы:

2. по условиям залегания присутствуют грунтовые и межпластовые воды

3. водовмещающие слои: известняк трещиноватый

По результатам расчетов суффозионный вынос невозможен.

По данным химического анализа вода бикарбонатно-магниевая, пресная. По отношению к бетону агрессивна по бикарбонатному и едко щелочному показателю.

По СП 1-195-97 сделан вывод о категории сложности инженерно-геологических условий строительной площадки. Категория сложности участка по:

- геологическим факторам - средней сложности

- гидрогеологическим факторам - средней сложности

У скважины №9 имеется напорный водоносный горизонт, и дно выемки неустойчиво.

При водопонижении следует укрепить стенки траншеи и организовать от-качку воды прорывающейся через дно траншеи из приямка насосом. Так же предусмотреть мероприятия по защите бетонных конструкций фундамента от воздействия грунтовых вод, в связи с агрессивностью по бикарбонатному и едко щелочному показателям.

К необходимым защитным мероприятиям можно отнести внимательный подбор состава цемента (для защиты от разрушения фундаментов зданий и сооружений грунтовыми водами).

Геологические и инженерно-геологические процессы, отрицательно влияющие на условия строительства и эксплуатации зданий и сооружений, имеют ограниченное распространение и не оказывают существенного влияния на выбор проектных решений, строительство и эксплуатацию объектов.

Можно сделать вывод, что данный участок пригоден для строительства зданий, сооружений и прокладки инженерных сетей.

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

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

3. СП 1-195-97. Свод правил для инженерных изысканий в строительстве. М., 1998.