I
.
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.
II
. Геологические условия
1. Исходные данные
Таблица 1. Описание колонок буровых скважин
| Номер скважины и абсолютная отметка устья |
Номер слоя |
Индекс слоя |
Полевое описание пород |
Отметка по-дошвы слоя, м |
Отметка уровней подземных вод |
| 1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
11
47,0
|
1
2
3
|
mlIV
gIII
О
|
Песок пылеватый, средней плотности, водонасыщенный
Суглинок с гравием, пластичный
Известняк трещиноватый
|
43,0
36,1
35,0
|
 |
12
50,8
|
1
2
3
4
|
tgIV
mlIV
gIII
О
|
Насыпной слой,
водонасыщенный
Песок пылеватый, рыхлый, водонасыщенный
Суглинок с гравием, твердый
Известняк трещиноватый
|
49,0
46,2
41,9
40,8
|
 |
13
49,5
|
1
2
3
4
|
mlIV
mlIV
gIII
О
|
Из расчетов
Супесь пылеватая, пластичная
Суглинок с гравием, твердый
Известняк трещиноватый
|
46,5
45,0
41,2
40,5
|
|
2.1 Определение неизвестной породы №1 для скважины № 13
Таблица 2.1.1 Классификация дисперсных грунтов по ГОСТ 25100-95. Грунты
| Разновидность грунтов (несвязных) |
Размер зерен, частиц,d, мм |
Содержание зерен, частиц, % по массе |
Крупнообломочные:
валунный
(при преобладании неокатанных частиц-глыбовый)
галечниковый (при неокатанных гранях - щебенистый)
гравийный (при неокатанных гранях - дресвяный)
|
>200
>10
>2
|
>50
>50
>50
|
Пески:
гравелистый
крупный
средней крупности
мелкий
пылеватый
|
>2
>0,50
>0,25
>0,10
>0,10
|
>25
>50
>50
≥75
<75
|
Таблица 2.1.2. Результаты гранулометрического анализа грунтов 1го слоя
| Номер участка |
Номер скважины |
Галька
>100
|
Гравий
10-2
|
Песчаные |
Пылеватые |
Глинистые |
| 2-0,5 |
0,5-0,25 |
0,25-0,1 |
0,1-0,05 |
0,05-0,01 |
0,01-0,005 |
| 2 |
13 |
- |
- |
28 |
20 |
16 |
25 |
6 |
5 |
- |
Таким образом, для данного 1го слоя
| Разновидность грунтов (несвязных) |
Размер зерен, частиц,d, мм |
Содержание зерен, частиц, % по массе |
Крупнообломочные:
валунный
(при преобладании неокатанных частиц-глыбовый)
галечниковый (при неокатанных гранях - щебенистый)
гравийный (при неокатанных гранях - дресвяный)
|
>200
>10
>2
|
0>50-не соответствует
0>50-не соответствует
0>50-не соответствует
|
Пески:
гравелистый
крупный
средней крупности
мелкий
пылеватый
Забиваем Сайты В ТОП КУВАЛДОЙ - Уникальные возможности от SeoHammer
Каждая ссылка анализируется по трем пакетам оценки: SEO, Трафик и SMM.
SeoHammer делает продвижение сайта прозрачным и простым занятием.
Ссылки, вечные ссылки, статьи, упоминания, пресс-релизы - используйте по максимуму потенциал SeoHammer для продвижения вашего сайта.
Что умеет делать SeoHammer
— Продвижение в один клик, интеллектуальный подбор запросов, покупка самых лучших ссылок с высокой степенью качества у лучших бирж ссылок.
— Регулярная проверка качества ссылок по более чем 100 показателям и ежедневный пересчет показателей качества проекта.
— Все известные форматы ссылок: арендные ссылки, вечные ссылки, публикации (упоминания, мнения, отзывы, статьи, пресс-релизы).
— SeoHammer покажет, где рост или падение, а также запросы, на которые нужно обратить внимание.
SeoHammer еще предоставляет технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз,
а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней.
Зарегистрироваться и Начать продвижение
|
>2
>0,50
>0,25
>0,10
>0,10
|
0>25-не соответствует
28>50-не соответствует
48>50-не соответствует
64≥75-не соответствует
64<75-равенство верно
|
Следовательно, в соответствие с ГОСТ 25100-95 « Грунты» песок пылеватый
.
Исходя из значений некоторых показателей физико-механических свойств грунтов для песка пылеватого: показатель пористости е=0,53 д.ед. В соответствие с таблицей показателей коэффициентов пористости, песок плотный
.
Таблица 2.1.3 Коэффициенты пористости для песков
| Разновидность песков |
Коэффициент пористости е |
| Пески гравелистые, крупные и средней крупности |
Пески мелкие |
Пески пылеватые |
| Плотный |
<0,55 |
<0,60 |
<0,60 |
| Средней плотности |
0,55-0,70 |
0,60-0,75 |
0,60-0,80 |
| Рыхлый |
>0,70 |
>0,75 |
>0,80 |
2.2. Суммарная кривая гранулометрического состава
1.Нахождение
 - действующего и
 - контролирующего диаметров:
Таблица 2.2.1 Результаты гранулометрического состава (из задания)
Диаметры
частиц, мм
|
10-2 |
2-0,5 |
0,5-0,25 |
0,25-0,1 |
0,1 0,05 |
0,05-0,01 |
0,01-0,005 |
| Содержание фракций, % |
- |
28 |
20 |
16 |
25 |
6 |
5 |
Таблица 2.2.2. Вспомогательная таблица полных остатков
Диаметры
частиц, мм
|
<10 |
<2 |
0,5 |
<0,25 |
<0,1 |
0,05 |
<0,01 |
| Содержание фракций, % |
100 |
100 |
72 |
52 |
36 |
11 |
5 |
Исходя из графика кривой гранулометрического состава определим значения действующего и контролирующего диаметров: =0,04 мм, =0,37 мм.
2.Определение степени неоднородности гранулометрического состава:
 =9,25>3, следовательно, песок неоднородный;
 =9,25<10, следовательно, песок суффозионно-устойчивый.
3. Определение ориентировочных значений коэффициента фильтрации
k (м/сут):
Так как значение > 5, то определяем значение по таблице средних значений для песка пылеватого:
Таблица 2.2.3. Средние значения высоты капиллярного поднятия, коэффициента фильтрации радиуса влияния при водопонижении в безнапорном слое
| Грунт (порода) |
Коэффициент фильтрации
k, (м/сут)
|
Радиус влияния R, м |
Высота капиллярного поднятия  , м |
| Пески пылеватые |
1-3 |
20-40 |
0,4-1,5 |
4. Определение значения высоты капиллярного поднятия
(см):
 = =0,47 см
Значение С для песков принимается равное 0,1.
3. Выделение инженерно-геологических элементов (ИГЭ)
Таблица 3.1. Инженерно-геологические элементы
| № |
Индекс |
Грунт |
е |
 |
| 1 |
mlIV |
Песок пылеватый, рыхлый,
водонасыщенный
|
0,6-0,8 |
- |
| 2 |
mlIV |
Песок пылеватый, плотный |
>0,8 |
- |
| 3 |
mlIV |
Песок пылеватый, средней
плотности, водонасыщенный
|
0,53 |
- |
| 4 |
mlIV |
Супесь пылеватая, пластичная |
- |
0-1 |
| 5 |
gIII |
Суглинок с гравием, твердый |
- |
<0 |
| 6 |
gIII |
Суглинок с гравием,
пластичный
|
- |
0,25-0,5 |
| 7 |
О |
Известняк трещиноватый |
- |
- |
4. Определение глубины залегания коренных пород и характеристик их кровли (уклон, расчлененность)
По геолого-литологическому разрезу определяем: коренная порода – О (известняк трещиноватый) залегает на глубине от 8,9 м до 10,9 м в.
Уклон залегания коренной породы между 12 и 13 скважинами:
 =-0,00375, 
Уклон залегания коренной породы между 13и 11скважинами:
 =0,06875, 
Расчлененность коренной породы - отсутствует.
5. Определение категории сложности инженерно- геологических условий
В соответствие со СН 1-195-97 «Категории сложности инженерно – геологических условий» подбираем: в данном случае IIкатегория сложности, так как имеется не более 4ех различных по литологии слоев, залегающих наклонно или с выклиниванием. Мощность изменяется закономерно. Наблюдается существенное изменение характеристик свойств грунтов в плане или по глубине.
Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
Попробуйте сервис онлайн-записи VisitTime на основе вашего собственного Telegram-бота:
— Разгрузит мастера, специалиста или компанию;
— Позволит гибко управлять расписанием и загрузкой;
— Разошлет оповещения о новых услугах или акциях;
— Позволит принять оплату на карту/кошелек/счет;
— Позволит записываться на групповые и персональные посещения;
— Поможет получить от клиента отзывы о визите к вам;
— Включает в себя сервис чаевых.
Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
Зарегистрироваться в сервисе
III
. Гидрогеологические условия
1. Анализ колонок буровых скважин, геолого-литологического разреза и карты изогипс
1.Устанавливаем для разреза в целом:
1.1. Количество водоносных слоёв:2;
1.2. Тип по условиям залегания: первый слой – грунтовая вода; второй слой – межпластовая вода.
1.3. Наименование слоёв:
Первый слой – водовмещающий (фильтрующий) слой. Это грунтовая безнапорная вода, пролегающая через толщу породы озёрно-морского происхождения. (mlIV)
Второй слой – водоупорный слой. Межпластовая напорная (артезианская) вода, так как ее напор на контакте с верхним водоупором (слой № 5-суглинок с гравием, твердый) больше нуля.
1.4. Глубина залегания первого водоносного слоя – от 1 метра до 0, 6 метра. Мощность (величина, измеряемая от уровня воды до подошвы слоя)- от 3,3 до 3,6.
Глубина залегания второго водоносного слоя – от 9 метров до 2,3 метра. Величина напора Низб =6.
2. По карте изогипс устанавливаем:
2.1. Направление потока и его характер: поток радиальный (сходящийся), т.к. вода сходится к одной области.
2.2. Определение гидравлического градиента:
для 12 и 13 скважин:  =49,8-48,5=1,3м, тогда
для 11 и 13 скважин: =48,5-46,4=2,1м, тогда
Определение скорости грунтового потока кажущейся: V=ki
Для 12 и 13 скважин :V=ki=0,2*0,02=0,004 м/сут
k=0,1-0,3, примем k =0,2
для 11 и 13 скважин: V=ki=0,2*0,03= 0,006 м/сут
Определение скорости грунтового потока действительной: Vд=V/n
Для 12 и 13 скважин :Vд=V/n=0,004/0,35=0,011 м/сут
n=0,35 д.ед. для пылеватых песков
для 11 и 13 скважин: Vд=V/n=0,006/0,35=0,017 м/сут
2.3. Участки возможного подтопления: высокий уровень грунтовых вод является помехой при строительстве - он может вызвать большие притоки в строительные котлованы, привести к размоканию и потере связности грунтов, так на разрезе видно, что возможно подтопление котлована в скважине № 13, также котлованов, которые будут разработаны и у скважин № 11 и 12, так как глубина залегания водоносного слоя не превышает 1 метра.
Напорная вода (13 скважина) под водоупорным дном котлована может вызвать его прорыв и внезапное затопление.
2. Химический состав подземных вод. Оценка качества воды по отношению к бетону.
2.1. Расчетные данные
| № скв |
Са |
Mg |
K+Na |
SO |
Cl |
HCO |
CO |
pH |
| 13 |
68 |
34 |
14 |
22 |
17 |
415 |
57 |
6,7 |
Выражение результатов анализа в различных формах
| Ионы |
Содержание мг/л |
Эквивалентное содержание |
Эквивалентная масса |
| мг*экв |
(%-экв) |
Катионы
Na
Mg
Ca
|
14
34
68
|
0,6
2,83
3,4
|
12,1
29,3
58,6
|
23,0
12,0
20,0
|
| Сумма катионов |
116 |
6,83 |
100% |
- |
Анионы
Cl
SO
HCO
|
17
22
415
|
0,49
0,46
6,8
|
3,8
4,8
91,4
|
35,0
48,0
61,0
|
| Сумма анионов |
454 |
3,15 |
100% |
144 |
| Общая сумма |
570 |
9,98 |
Составляем химическую формулу воды в виде псевдодроби:
Вода бикарбонатно-кальциево-магниево-натриевая, пресная (содержание минеральных веществ меньше 1 г/л), неагрессивная среда по отношению к бетону в соответствие со СНиП 2.03.11-85.
2.2. Категория сложности
участка по гидрогеологическим факторам:
В соответствие со СН 1-195-97 «Категории сложности инженерно – геологических условий» подбираем: в данном случае IIкатегория сложности, так как имеется два выдержанных горизонта подземных вод, местами с неоднородным химическим составом, один из которых обладает напором и содержащих загрязнение.
IV
. Гидрогеологические расчеты при строительном водопонижении.
а) Выемка – траншея;
тип траншеи – совершенная, плоская l/b>10; характер потока – плоский.
1. Расчетные данные: траншея совершенная, в скважине № 11.
длина l=150 м.;
водопонижение S=1 м.;
глубина h=4 м.
2.Расчеты притока воды в безнапорном горизонте для траншеи: 
k=2 м/сут.
Из схемы траншеи:  м;
 м;
 м;
 
б) Выемка – котлован;
тип котлована – несовершенный, короткий: отношение сторон l/b<10; характер потока – радиальный.
1. Расчетные данные: котлован несовершенный, в скважине № 13.
длина L=30 м.;
ширина В=30 м;
глубина H=2,5 м.
2.Расчеты притока воды в безнапорном горизонте для котлована: 
k=2 м/сут.
 м
 =1,5 м
 =1,95-1,5=0,45 м;
из схемы котлована: S=1,5 м
Рассчитаем приведенный радиус «большого колодца»:  м;
радиус влияния «большого колодца»:  м.
 м;
Мощность активного слоя для котлована: Н=4/3P,
где Р=3,5 -мощность водоносного слоя для 13 скважины, тогда
Н=4/3*3,5=4,7
Возможность поступления воды в осушаемый котлован (траншею) из поверхностного водоема: в процессе откачки возможна фильтрация воды из поверхностного водоема в котлован (траншею), так как водоём находится в пределах депрессионной воронки, его называют радиус влияния дрены и в песках он составляет порядка 300 м , а уровень воды в нем выше отметки дна котлована.
V
. Прогноз процессов в грунтовой толще, связанных с понижением уровня грунтовых вод.
1. Механическая суффозия в откосах выемки
1. Гидравлический градиент iпри водопонижении в котловане и траншее:
i= =3,4/0,33*20=0,52 м
S=H=49,8-46,4=3,4 м
R= =20 м
2. Степень неоднородности грунта  =9,25 (раздел 2.2 пункт 2)
3. График прогноза суффозионного выноса (см. ниже)
4. В соответствие с графиком прогноза суффозионного выноса делаем вывод, что точка попадает в область безопасных градиентов
5. В общем случае, грунты при деформировании обладают как упругими, так и остаточными свойствами. Физические причины упругих деформаций: упругость минеральных частиц грунта; упругость воды; упругость замкнутых пузырьков воздуха. Физические причины остаточных деформаций: уплотнение грунта; сдвиги частиц грунта; разрушение частиц в точках контакта.
Для ограничения абсолютных или относительных перемещений фундаментов и надфундаментных конструкций такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность (вследствие появления недопустимых осадок, подъемов, кренов, изменений проектных уровней и положений конструкций, расстройств их соединений и т.п.) необходим расчет оснований по деформациям. Это необходимо для проверки прочности и трещиностойкости фундаментов и надфундаментных конструкций с учетом усилий, которые возникают при взаимодействии сооружения с основанием.
2. Фильтрационный выпор в дне выемки.
Величина градиента при водопонижении не достигает значения  , следовательно, возможность фильтрационного выпора отсутствует.
3. Прогноз оседания поверхности земли при снижении уровня грунтовых вод.
 м
 кН/ (для песчаных грунтов);
 кН/(удельный вес воды);
 кН/
е=0,53 (показатель пористости);
 кН/
 кН/
Е =9-12 МПа, примем Е=10 МПа
 м
|
