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

 
 
 

      Суммарная кривая гранулометрического  состава (Рис. 2) построена в полулогарифмическом масштабе. По сои абсцисс отложены значения, пропорциональные десятичным логарифмам диаметров. По оси ординат отложены проценты содержания фракций нарастающим итогом.

     Масштаб графика: по оси ординат 1 см – 10 %, по оси абсцисс 4 см соответствует lg 10 = 1. В начале координат на оси абсцисс проставлено число 0,001, а затем через каждые 4 см последовательно числа 0,01; 0,10; 1,00; 10. Расстояния между каждыми двумя отметками поделены на девять частей пропорционально логарифмам чисел lg 2=0,30; lg 2,5=0,40; lg 3=0,48; lg 4=0,60; lg 5=0,70; lg 6=0,78; lg 7=0,84; lg 8=0,90; lg 9=0,95 и с учетом выбранного масштаба. В нашем случае основание шкалы lg 10 = 1 соответствует отрезку длиной 4 см, тогда lg 2=0,3 будет соответствовать отрезку 0,3 ∙ 4=1,2 см; lg 3=0,48 будет соответствовать отрезку 0,48х4=1,9 см и т.д. до девяти.

     При этом в первом от начала координат  интервале выделенные отрезки соответствуют  диаметрам частиц от 0,002 до 0,009 мм, во втором - от 0,02 до 0,09 мм, в третьем - от 0,2 до 0,9 мм, в четвертом от 2 до 10 мм.

     По  данным табл. 8 на график нанесены соответствующие точки, которые соединены плавной кривой. Рис. 2.

     Из  точек на оси ординат, соответствующих 10% и 60% находим по линиям проведенным параллельно оси абсцисс до пересечения с кривой действующего d₁₀ и контролирующего d₆₀ диаметров, опуская из точек пересечения перпендикуляры на ось абсцисс.

     Полученные точки имеют значения:

     d₁₀=0,057 мм

     d₆₀=0,025мм

     Определяем степень неоднородности гранулометрического состава по формуле

     C_u= d₆₀ /d₁₀;

     C_u=0,025/0,0057=4,39

     Так как степень неоднородности гранулометрического  состава более 3, то грунт считается неоднородными. 

     Коэффициент фильтрации k (м/сут) для супеси определяем по таблице 9 средних значений, так как формула определения коэффициента фильтрации k=С х d₁₀² , где С - эмпирический коэффициент, зависящий от гранулометрического состава, применима только при значениях d₁₀ > 0,1 и степени неоднородности С_u меньше 5, в нашем случае C_u=4,39.

     Таким образом, коэффициент фильтрации для супеси легкой будет соответствовать 0,1-0,7 м/сут.

     Высота  капиллярного поднятия h_k=0,8-1,5 м 

Средние значения высоты капиллярного поднятия, коэффициента фильтрации радиуса  влияния при водопонижении  в безнапорном  слое.

     Таблица 9 

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.4. Выделение инженерно-геологических элементов 

     За  инженерно-геологический элемент (ИГЭ) принимают некоторый объем грунта одного и того же номенклатурного вида однородного по свойствам и составу и происхождению. Этот объем может быть представлен слоем или частью слоя, линзой, прослоем, иногда целой пачкой ритмично перемежающихся слойков или прослоев. При выделении ИГЭ возможны два варианта: 1) каждый из выделенных на разрезе слоев представляет собой инженерно-геологический элемент (т.е. число слоев и ИГЭ совпадают); 2) в пределах одного слоя могут быть выделены два (или более) инженерно-геологических элемента (т.е. число слоев и ИГЭ не совпадают); 3) слои разные по генезису, но одинаковые по составу и близкие по свойствам могут быть объединены в один ИГЭ.

     Основанием  для выделения ИГЭ служат следующие  показатели свойств и состояния  грунта:

• для песчаных грунтов – гранулометрический (зерновой) состав и коэффициент пористости;
• для глинистых грунтов – число пластичности, показатель текучести, коэффициент пористости, влажность.

     Инженерно-геологические  элементы выделены на разрезе (Приложение 1), отмечены их характеристики, а также  приведены в таблице 10. 
 

Инженерно-геологические  элементы

Таблица 10 

 

2.5. Залегание коренных  пород 

      Коренные  породы располагаются под четвертичными  отложениями и скрыты от прямого наблюдения. Коренные породы заданного разреза представлены в табл. 11. 
 

Таблица 11 

 

2.6. Определение категории сложности инженерно-геологических условий

  по геологическим  факторам

      На  основании классификации категорий сложности инженерно-геологических условий приведенных в таблице 12 определяем для заданного разреза:

Геоморфологические  условия: II (средней сложности)

Геологические в сфере взаимодействия зданий и  сооружений с геологической средой: I(простая). 

Категории сложности инженерно-геологических  условий

                        Таблица 12 

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Гидрогеологические  условия

3.1. Описание гидрогеологических  условий

     В заданном разрезе находится два водоносных слоя. Толщина первого водоносного слоя находится в пределах от 2,5 м до3,7 м. Толщина второго водоносного слоя – 2,7 м до3,4 м.

     Тип по условиям залегания: первый водоносный горизонт: грунтовые воды, второй водоносный горизонт межпластовые воды.

     Наименование  водовмещающих слоев: известняк трещиноватый, супесь, песок средней крупности

     Наименование водоупорных слоев: глина.

     Первый  уровень безнапорного водоносного  горизонта, установившейся воды находится в пределах от 2,2 м до  0,4 м, мощность этого водоносного горизонта колеблется от 1,1 м до 0,4 м. Второй напорный водоносный горизонт имеет мощность 4,7 м.

     Величина  напора H_изб.=4,7 м.

3.2. Построение карты гидроизогипс и ее практическое применение

      Направление грунтового потока и его характер: вода движется примерно в одном направлении поток плоский к сважинам 47-49, а от скажины 50 поток расходится в направлении 52 и 47.

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

i_max/ = DН / l= 2,8/199,4=0,014, соответствует скважинам 47 и 54 ,

i_min/ = DН / l= 0,1/112,8=0,001, соответствует  скважинам 48 и 52,

где  DН - перепад отметок в соседних точках (м), l - расстояние между этими точками;

     Скорость грунтового потока кажущаяся V_mах = k i_max =0,7х 0,014=0,0098 м/сут.;

                                          V_min = k i_min =0,1 х 0,001=0,0001 м/сут. 

     Скорость  действительная   V_{Д max}=V_max / n =0,0098/0,6=0,016 м/сут.

                                    V_{Д min}=V_min / n =0,0001/0,4=0,00025 м/сут.

где n – пористость водовмещающих пород в д.ед.

     Участки возможного подтопления в процессе эксплуатации территории и заглубленных конструкций - отсутствуют. Связь грунтового потока с поверхностными водами реки, озера, пруда и т.п. – отсутствует (водоносный горизонт не дренируется и не питается). 

3.3. Химический состав  подземных вод 

и оценка агрессивности  воды по отношению  к бетону

     Подземные воды – это сложные многокомпонентные  растворы. В них находятся растворенные вещества в виде ионов, коллоидные частицы, газы, микроорганизмы. Свойства подземных вод, учитываемые в строительстве, зависят, главным образом, от: 1) количества и соотношения основных ионов; 2) величины водородного показателя; 3) содержания газов.

     Данные  химического анализа воды, приведенные в таблице 4 представлены в ионной форме (мг/л). Для составления химической формулы воды и определения ее наименования используется эквивалент-процентная форма, которую получают пересчетом из ионной формы. Данные по заданному разрезу представлены в таблице 13.

Выражение результатов анализа  в различных формах

    Таблица 13