Автор: Пользователь скрыл имя, 03 Марта 2013 в 18:03, курсовая работа
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.
2.3 Геологическое строение площадки и выделение инженерно-геологических элементов (ИГЭ)
Выделение ИГЭ
№ |
Индекс |
Наименование грунта |
Показатель пористости е, д.ед. |
Число пластичности IP, д.ед. |
Показатель текучести IL |
|
1. |
ml IV |
Супесь пылеватая, пластичная |
1,50 |
0,06 |
0–1 |
2. |
ml IV |
Песок средней крупности, средней плотности |
0,55–0,7 |
- |
- |
3. |
gIII |
Суглинок с гравием, галькой, тугопластичный |
0,45 |
0,07–0,17 |
0,25–0,50 |
4. |
gIII |
Суглинок с гравием, галькой, мягкопластичный |
0,45 |
0,07–0,17 |
0,50–0,75 |
5. |
D1 |
Глина красная, полутведая |
- |
>0,17 |
0–0,25 |
6. |
O1 |
Известняк трещиноватый |
- |
- |
- |
Глубина залегания коренных пород:
D1 – глина красная, полутвердая. Залегает в пределах абсолютных отметок 12,5 – 14,0 м скважины №52. Уклон кровли i = 0,02.
O1 – известняк трещиноватый. Залегает ниже абсолютной отметки 12,5 м скважины №52, ниже отметки 15,2 м скважины №53, ниже отметки 14,0 м скважины №54. Уклоны кровли i = 0,05 и i = 0,019.
По СП 11–105–97 инженерно-геологические условия средней сложности (II категория сложности).
Имеется не более четырех различных по литологии слоев, залегающих наклонно и с вклиниванием (D1). Мощность изменяется закономерно. Свойства грунтов существенно изменяются в плане и по глубине. Скальные грунты (известняк трещиноватый) имеют неровную кровлю и перекрыты нескальными грунтами.
2.4 Гидрогеологическое строение площадки
В пределах площадки буровыми скважинами вскрыты два водоносных горизонта.
Первый от поверхности горизонт грунтовых вод залегает на глубинах от 1,0 м (скважина №54) до 1,9 м (скважина №52). Водовмещающими породами являются супесь пылеватая, пластичная и песок средней крупности, водоупором служит суглинок с гравием, галькой, мощность горизонта колеблется от 3,2 (скважина №53) до 4,0 м (скважина №54).
Водопроницаемость характеризуется коэффициентом фильтрации от 10 до 30 м/сутки.
Второй горизонт напорных межпластовых (артезианских) вод вскрыт в скважине №53. Водоносный слой залегает на глубинах от 4,5 (скважина №53) до 6,4 м (скажина №52). Водовмещающей породой является известняк трещиноватый, верхний водоупор – суглинок с гравием, галькой и глина красная, полутвердая, величина избыточного напора 3,0 м.
По карте гидроизогипс направление потока – с ю-в на с-з, в западной части участка поток плоский, при движении на восток характер потока меняется на радиальный (расходящийся).
Величина гидравлического градиента:
Скважины №53–52
Скважины №53–50
Скважины №53–48
Скорость грунтового потока (кажущаяся):
Примем коэффициент фильтрации k = 20 м/сут.
Скорость грунтового потока (действительная):
,
где n = 0,4 д. ед. – пористость водовмещающих пород (песок средней крупности).
2.5 Химический состав подземных вод и оценка агрессивности воды по отношению к бетону
Выражение результатов анализа в различных формах
Ионы |
Содержание, мг/л |
Эквивалентное содержание |
Эквивалентная масса | ||
мг·экв |
(%-экв) | ||||
Катионы |
Na+ Mg2+ Ca2+ |
41 21 50 |
1,78 1,75 2,5 |
30 29 41 |
23,0 12,0 20,0 |
Сумма катионов |
112 |
6,03 |
100% |
- | |
Анионы |
Cl- SO42- HCO3- |
54 195 55 |
1,54 4,06 0,9 |
24 62 14 |
35,0 48,0 61,0 |
Сумма анионов |
304 |
6,5 |
100% |
- | |
Общая сумма |
416 |
12,53 |
|||
Химическая формула воды
˚
Вода пресная, сульфато-кальциево-натриево-
Оценка качества воды по отношению к бетону
Показатель агрессивности среды (воды) |
Для сильно- и средне фильтрующихся грунтов К ≥ 0,1 м/сут |
Для слабофильтрующихся грунтов К ≤ 0,1 м/сут |
Бикарбонатная щелочность HCO3-, мг/л |
> 85,4 |
Не нормируется |
Водородный показатель рН |
> 6,5 |
> 5 |
Содержание магнезиальных солей в пересчете Mg2+-, мг/л |
≤ 1000 |
≤ 2000 |
Содержание едких щелочей в пересчете на ионы К+ и Na+, мг/л |
≤ 50 (для напорных сооружений) |
≤ 80 |
Содержание сульфатов в пересчете на ионы SO42-, мг/л |
< 250 |
< 300 |
В качестве методов защиты сооружений от коррозии рекомендуется использовать пуццолановый цемент.
По СП 11–105–97 по гидрогеологическим факторам участок имеет II категорию сложности.
Имеется два выдержанных горизонта подземных вод, обладающих напором и содержащих загрязнение.
3. Гидрогеологические расчёты притоков воды при водопонижении
3.1 Расчет притока воды к совершенным выработкам (котлован)
Исходные данные:
Скважина №53
Глубина котлована hк = 3 м
Размеры котлована 20 х 20 м
Тип выемки – несовершенный (дно котлована не доходит до водоупора)
Характер потока вокруг выемки – радиальный
Глубина залегания грунтовых вод d = 1,1 м
WL – поверхность водоносного горизонта;
NL – природная поверхность;
DL – отметка дна траншеи;
BL – отметка поверхности водоупорного слоя;
AL – нижняя граница активной зоны;
Схема водопритока к котловану
(м)
(м)
(м); где 3,0 м – глубина котлована.
(м)
(м)
(м) (1,5*1,9>2,75>1,9+0,25+0,5)
(м)
(м)
(м)
H1 – мощность водоносного горизонта (H1 = S = 2,75 м)
Коэффициент фильтрации k = 20 м/сут
R – радиус влияния водопонижения, м
м.
Rтабл = 75 м
r0 – приведенный радиус «большого колодца», м
м.
– радиус влияния «большого колодца», м
м
м
Расчет притока воды:
3.2 Расчёт притока воды к несовершенным выработкам (траншея)
Исходные данные:
Скважина №54
Глубина траншеи hтр = 4 м
Длина траншеи l = 150 м
Тип выемки – совершенный (дно траншеи врезается в водоупор)
Характер потока вокруг выемки – плоский
Глубина залегания грунтовых вод d = 0,8 м
WL – поверхность водоносного горизонта;
NL – природная поверхность;
DL – отметка дна траншеи;
BL – отметка поверхности водоупорного слоя;
Схема водопритока к траншеи
(м)
(м)
(м); где 4 м – глубина траншеи.
(м)
(м)
(м)
h = 2,3 м
Водопонижение S = 2, 0 м
Коэффициент фильтрации k = 20 м/сут
R – радиус влияния водопонижения, м
Rтабл = 75 м
Rнач = м
Расчет притока воды:
4. Прогноз последствий водопонижения
4.1 Прогноз суффозионного выноса
Степень неоднородности грунта (песок средней крупности неоднородный, суффозионно устойчивый)
Величина гидравлического градиента i при водопонижении
в котловане
в траншее
где S – разность напоров (отметок) водоносного лоя, м;
R = l – путь фильтрации, равный радиусу влияния, м (максимальное значение);
0,33 – коэффициент, ограничивающий значимый путь фильтрации областью, прилегающей к котловану.
Полученные точки попадают в область графика II – область безопасных градиентов – следовательно суффозионного выноса нет.
4.2 Фильтрационный выпор в дне выемки
Так как величина градиента i ≤ 1, то фильтрационного выпора нет.
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
= 16,5 кН/м3 – удельный вес грунта,
– 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 = 0,4 д.ед. – пористость
= 2,75 м – величина водопонижения,
Е = 25000–35000 кПа – модуль общей деформации грунта в зоне депрессионной воронки.
Тогда:
Осадки грунта практически нет.
4.4 Прогноз воздействия напорных вод на дно траншеи
В случае, когда на площадке строительства выявлен напорный водоносный горизонт, необходимо проверить устойчивость грунта. Возможны три варианта:
– дно выработки устойчиво;
– подъем дна котлована за счет разуплотнения грунта в его основании;
– прорыв напорных вод в котлован.
кПа
кПа
Pизб = 49кПа < Pгр =31 кПа следовательно дно выемки не устойчиво.
Заключение
По СП 11–105–97 сделаем вывод о категории сложности инженерно-геологических условий строительной площадки.
По геоморфологическим условиям площадка относится к I (простой) категории сложности, так как находится в пределах оного геоморфологического элемента.
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 (D1). Мощность изменяется закономерно. Свойства грунтов существенно изменяются в плане и по глубине. Скальные грунты (известняк трещиноватый) имеют неровную кровлю и перекрыты нескальными грунтами.