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

    Гидрогеологические  расчеты при строительном водопонижении.

    По  данным размер котлована: 30х30, глубина 3м., отношение длины и ширины котлована <10 следовательно котлован короткий. Из разреза видно, что дно котлована упирается в водоупор, значит котлован считаем совершенным. Величина водопонижения S=h₁ = 2,6м

    Радиус  влияния водопонижения R=2S(h*k)^1/2 =2*2,2(3*15) ^1/2 =30м

    По  таблице средних значений радиус влияния водопонижения R для песков средней крупности равен 70м.

    Сравниваем  эти два значения и для дальнейших расчетов притока выбираем между ними меньшее, следовательно R=30м.

    Рассчитываем  приведенный радиус котловаа

    r₀ =(l*b/π) ^1/2 =17м

    Радиус  влияния котлована R_k=R+ r₀ =30+17=47 м

    Приток  воды Q=1,37k(h₁²-h₂²)/lg(R_k / r₀)=1,37*15(2,2*2,2)/0,44=225,2м³/сут

    Траншея глубиной 2,2м, длиной 100м., т.к отношении длины и ширины траншеи >10, то она является несовершенной выемкой. Траншея вырыта на месте скважины 70 , где грунт – мелкий песок (R=55,k=10)

    Q=k(h_1А²-h_2А²)*l/R=10*(0,85²-0,6²)*100/55=6,59 м³/сут

    Прогноз процессов в грунтовой  толще, связанных с понижением уровня грунтовых вод

    Механическая  суффозия. Прогноз суффозионного  выноса.

    В котловане: i=S/0,33R=2,2/0,33*70=0,1     С_u=9,1 (значение R принимаем максимальное)

    В траншее: i=S/0,33R=0,25/0,33*55=0,01

    Используя график В. И.Истоминой определяем, что обе точки попали в область безопасных градиентов. Следовательно суффозионный вынос маловероятен.

    Фильтрационный  выпор также маловероятен, так  как i<1 

    Прогноз оседания поверхности  земли при снижении уровня грунтовых  вод

    ρ_s=2,65 т/м³    ρ=1,65 т/м³  Е=30МПа   n=0,4

    γ_s= ρ_s *g=2,65*9,8=25,97кН/м³      γ= ρ *g=1,65*9,8=16,17кН/м³

    γ_w= ρ_w *g=1*9,8=9,8 кН/м³

    Δγ=γ- γ_sb= γ-( γ_s - γ_w )(1-n)=16,17-(25,97-9,8)(1-0,4)=0,60 кН/м³

    S_гр= Δγ* S_w² /2Е=0,6*2,2²/2*30=0,048

    Прогноз воздействия напорных вод на дно котлована

    Р_изб= γ_w* h_w =9,8*4,2=41,16

    Р_гр= γ* h_гр =18,82*2=37,64        (для суглинка γ= ρ *g=1,92*9,8=18,82 кН/м³)

    Р_изб> Р_гр следовательно, возможен прорыв напорных вод в котлован.

    Для уменьшения избыточного напора принимают  глубинное водопонижение с помощью трубчатых колодцев-скважин (вода откачивается насосами или выходит самоизволом). Это приводит к дополнительному напряжению в толще грунта (0,1 МПа) и оседанию земной поверхности из-за сжатия грунта.

    Заключение

    На  основе анализа рельефа и разреза  установим категорию сложности инженерно-геологических условий:

    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

    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.

    По  гидрохимическим факторам – 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.

    К неблагоприятным процессам в  грунтовой толще, связанные с  техногенным воздействием при строительном освоении территории можно отнести  понижение или повышение уровня грунтовых вод, изменение химического  состава и температуры воды грунтовых  вод, снижение напоров в межпластовых водоносных горизонтах. В следствии этих и ряда других процессов в условиях эксплуатации сооружений могут возникать осадки и деформации сооружений.

    Во  избежание неблагоприятных последствий  важна правильная оценка гидрогеологических условий, чтобы в дальнейшем не возникло проблем с подтоплением подвалов, коррозией бетона и других материалов, проседанием поверхности земли за счет водопонижения и т.д.