Курсовая работа Оценка гидрогеологических условий на площадке строительства и прогноз развития неблагоприятных процессов при водопонижении Работу
 Скачать 179.4 Kb.
|
   Министерство образования Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Кафедра геотехники Курсовая работа Оценка гидрогеологических условий на площадке строительства и прогноз развития неблагоприятных процессов при водопонижении Работу выполнила студентка группы 7-П-III Лавреева Е.В. Работу принял преподаватель Челнокова В.А. Санкт-Петербург 2009 Оглавление Введение............................................................................................................................................3
1.1. Карта фактического материала.................................................................................................4 1.2. Геолого-литологические колонки опорных скважин.............................................................5 1.3. Результаты гранулометрического анализа..............................................................................8 1.4. Результаты химического анализа грунтовых вод...................................................................8 1.5. Сведения о физико-механических свойствах грунтов...........................................................8 2. Аналитический блок.......................................................................................................9 2.1. Характеристика рельефа площадки.........................................................................................9 2.2. Определение и классификация пропущенных слоев.............................................................9 2.3. Геологическое строение площадки и выделение инженерно-геологических элементов (ИГЭ)........................................................................10 (Приложение 1 – инженерно-геологический разрез) 2.4. Гидрогеологическое строение площадки..............................................................................11 (Приложение 2 – карта гидроизогипс) 2.5. Химический состав подземных вод и оценка агрессивности воды по отношению к бетону............................................................................................................12 3. Гидрогеологические расчёты притоков воды при водопонижении................... 3.1. Расчет притока воды к совершенным выработкам (котлован или траншея)..................................................................................... 3.2. Расчёт притока воды к несовершенным выработкам (котлован или траншея)................................................................................... 4. Прогноз последствий водопонижения.................................................................... 4.1. Прогноз суффозионного выноса......................................................................................... 4.2. Прогноз оседания земной поверхности при снижении уровня грунтовых вод......................................................................................................................... 4.3. Прогноз воздействия напорных вод на дно котлована (траншеи)..................................... Заключение.................................................................................................................................... Список использованной литературы...................................................................................... 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). 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. Режим подземных вод изменяется как в процессе строительства, так и в период эксплуатации зданий и сооружений. Изменения могут иметь временный или постоянный характер. Наиболее часто встречаются:
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. Практически все перечисленные изменения свойств грунтов, вызванные нарушением гидрогеологических условий, могут приводить к дополнительным осадкам грунтовой толщи и деформации сооружений. 1. Исходные данные
Масштаб 1:2000 Условные обозначения буровая скважина, абсолютная отметка устья изогипса с абсолютной отметкой 1.2. Геолого-литологические колонки опорных скважин Скважина № 52 Н = 18,9 м
Скважина № 53 Н = 19,7 м
Скважина № 54 Н = 20,0 м
1.4. Результаты химического анализа грунтовых вод
1.5. Сведения о физико-механических свойствах грунтов
ОВ* - органическое вещество Плотность грунта ρ, т/м3 - отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к занимаемому объему вместе с порами. Плотность минеральной части грунта ρs, т/м3 - отношение массы сухого грунта к объему только твердой его части, исключая объем пор. Число пластичности Ip, д. ед. - разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести WL и на границе раскатывания Wp. WL и Wp определяют по ГОСТ 5180. Показатель пористости n, д. ед. - отношение объема пор к полному объему образца грунта. Показатель пористости е, д. ед. - отношение объема пор в образце грунта к объему, занимаемому его твердыми частицами - скелетом. Модуль общей деформации Е, МПа – характеристика деформируемости грунта. Степень разложения торфа D, % - характеристика, выражающаяся отношением массы бесструктурной (полностью разложившейся) части, включающей гуминовые кислоты и мелкие частицы негумицированных остатков растений, к общей массе торфа. Определяется по ГОСТ 10650. 2. Аналитический блок 2.1. Характеристика рельефа площадки Территория рассматриваемого участка представляет собой фрагмент полого-волнистой равнины в пределах абсолютных отметок от 18,1 до 20,0 м. 2.2. Определение и классификация пропущенных слоев На основе результатов гранулометрического анализа (таблица в п. 1.2.) получили, что грунт первого слоя (по ГОСТ 25100-95) – это песок средней крупности. Для определения точного названия этого слоя и некоторых его характеристик построим суммарную кривую гранулометрического состава. Для этого составим вспомогательную таблицу «полных остатков»: Вспомогательная таблица полных остатков
Суммарная кривая гранулометрического состава  Определение действующего (d10) и контролирующего (d60) диаметров: d10 = 0,1 мм d60 = 0,45 мм Результаты гранулометрического анализа позволяют определить степень неоднородности грунта и некоторые его водные свойства – суффозионную устойчивость, коэффициент фильтрации, высоту капиллярного поднятия. Степень неоднородности грунта:  Так как  , то грунт неизвестного слоя - это песок средней крупности неоднородный, суффозионно устойчивый.Средние значения высоты капиллярного поднятия, коэффициента фильтрации и радиуса влияния возьмем из таблицы средних значений, поскольку условия для использования эмпирических формул ( Си < 5; d10 >0,1 ) не выполнены. Коэффициент фильтрации k = 20 м/сут Радиус влияния R = 75 м Высота капиллярного поднятия hk = 0,25 м Определим ориентировочное значение высоты капиллярного поднятия hk (см): е = 0,66 д.ед. – коэффициент пористости С = 0,1 – эмпирический коэффициент  2.3. Геологическое строение площадки и выделение инженерно-геологических элементов (ИГЭ) Выделение ИГЭ
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
Химическая формула воды  ˚Вода пресная, сульфато-кальциево-натриево-магниевая, агрессивная по водородному показателю и бикарбонатной щелочности (по данным таблицы). Оценка качества воды по отношению к бетону
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. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||