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

    Федеральное агентство по образованию

    Российской  Федерации 

    Санкт-Петербургский  государственный архитектурно-строительный университет 
 
 
 

    Кафедра геотехники 

    Факультет городского строительства и ЖКХ 
 
 
 
 

    Курсовая  работа 

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

                                                        Выполнил студент  гр. ГС-2

                                                        Шелепо К.

                                                        Принял преподаватель

                                                        Зеленкова Н. И. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    СПб

    2008

    Введение

    Воды, находящиеся в верхней части  земной коры называются подземные. Науку о подземных водах, их происхождении, условиях залегания, законах движения, физических и химических свойствах называют гидрогеологией.

    Подземные воды в верхней части земной коры образуются путем инфильтрации. Атмосферные  осадки, речные и другие воды под действие гравитации просачиваются по крупным порам и трещинам пород. На глубине они встречают водонепроницаемые слои горных пород. Вода задерживается и заполняет пустоты. Так создаются горизонты подземных вод. Количество воды, инфильтрующейся с поверхности, определяется действием многих факторов. В образовании подземных вод принимает также участие конденсация водяных паров, которые проникают в поры пород из атмосферы.

    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, на основе которых ведется проектирование оснований и фундаментов.

    Режим подземных вод изменяется как  в процессе строительства, так и  в период эксплуатации зданий и сооружений. Изменения могут иметь временный или постоянный характер.

    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.

    Любые нарушения гидрогеологических условий могут приводить к дополнительным осадкам грунтовой толщи и деформациями сооружений.

    Геологические условия

    На  основе анализа участка можно сделать вывод, что колебания высот небольшое и составляет 0,8 м. (от 10,5 м до 11,3 м). Уклон поверхности между скважинами 64 и 68 составляет 1,2%, между скважинами 68 и 70 – 1%.

    Исследуем скважины 64, 68 и 70. По их описаниям строим геолого-литологический разрез. 

 
 
    

    Для грунта первого слоя скважины 68 выполним следующие расчеты и определим  его наименование по ГОСТ.

    Руководствуясь  таблицей гранулометрического состава  грунта:

    Определим по ГОСТ 25100-95 данный грунт – песок  средней крупности.

    Строим  кривую гранулометрического состава, используя таблицу, приведенную  ниже:

    Используя кривую гранулометрического состава  находим d₁₀=0,022 и d₆₀=0,2.

    Степень неоднородности гранулометрического  состава С_u= d₆₀ / d₁₀ =9,1

    Следовательно грунт неоднороден, т.к. С_u > 3

    Т.к. С_u > 5, следовательно значение коэффициента фильтрации k принимаем по таблице средних значений равным k=15м/сут

    Высота капиллярного поднятия

    h_k=C/(e* d₁₀)=0,3/(0,66*0,022)=20,66см,

    где е-коэффициент пористости (для песка  средней крупности е=0,66)

    С – эмпирический коэффициент, принимаем  равным 0,3

    Определяем  глубину залегания коренных пород и уклон кровли:

    Глина голубая Є – в среднем залегает на 8 м от поверхности, уклон кровли составляет в среднем 1,9%.

    Категория сложности инженерно-геологических  условий (по СП 11-105-97):

    По  геоморфологическим условиям – простая  категория сложности, т.к. площадка находится в пределах одного геоморфологического элемента.

    По  геологическим условиям – сложная, т.к. более 4 по литологии слоев, есть линзовое залегание слоев.

    Гидрологические условия

    На  основе анализа колонок буровых  скважин, геолого-литологического разреза  и карты гидроизогипс установим:

    Количество  водоносных слоев – 2

    Подземные воды по условию залегания – грунтовые. Водоносные слои – пески различной  крупности; водоупорный слой – суглинок.

    Глубина залегания и мощность водоносных горизонтов: в среднем глубина залегания 10м, мощность в среднем 2 м.

    На  основе исходных данных построим карту  гидроизогипс. По карте определим:

    - направление потока – радиальный, сходящийся

    - гидравлический градиент:

    с максимальным перепадом уровней  грунтовых вод i=0,033

    с минимальным перепадом уровней грунтовых вод i=0,002

    Скорость  грунтового потока V=k*i

    V_max=0,495

    V_min=0,03

    Действительная  скорость V_д=V/n, где n – пористость водовмещающих пород в д. ед. (n принимаем равным 0,4 для песков средней крупности)

    V_{д max}=1,237

    V_{д min}=0,075

    Используя таблицу результатов химического  анализа воды определим химический состав подземных вод:

 
 
 
 

    По  общему содержанию солей М и преобладающим  ионам, можно сделать вывод, что  вода – пресная гидрокарбонат-натриевая.

    При оценке воды по отношению к бетону можно сказать, что по всем показателям (за исключением количества содержания ионов натрия и калия, т.к. они  содержатся в большом количестве) вода не будет являться агрессивной  средой для бетона.

    Категория сложности по гидрогеологическим условиям – средней сложности, т.к. имеются 2 горизонта подземных вод, возможно местами с неоднородным химическим составом, один из водоносных горизонтов обладает напором.